Por primera vez, los investigadores han demostrado un dispositivo basado en la luz que imita la increíble respuesta de evitación de atascos JAR de un pez alejando la frecuencia de una señal emitida de otras señales que podrían causar interferencia. El nuevo sistema podría ayudar eventualmentesuperar la restricción del ancho de banda espectral causada por un número cada vez mayor de dispositivos inalámbricos y datos transmitidos que compiten por espacio en una cantidad limitada de ancho de banda disponible.
Eigenmannia son peces que viven en cuevas y viven en la oscuridad total. Para sobrevivir sin la presencia de luz, los peces emiten un campo eléctrico para comunicarse con otros peces y detectar el ambiente circundante. Cuando dos peces emiten señales a frecuencias similares puedeninterferir entre sí, o atascarse, creando una señal codificada. Gracias a un algoritmo neuronal único, estos peces pueden ajustar sus señales de comunicación eléctrica para que no interfieran con los que provienen de otros peces cercanos.
"Creemos que los humanos podrían usar el mismo algoritmo neural de respuesta de evitación de bloqueo que Eigenmannia, pero a una velocidad y frecuencia mucho más rápidas", dijo el líder del equipo de investigación Mable P. Fok de la Universidad de Georgia. "Esto podría permitir una inteligencia más inteligente".y una forma más dinámica de utilizar nuestros sistemas de comunicación inalámbrica sin la necesidad de los complicados procesos de coordinación que actualmente evitan la interferencia al reservar secciones enteras de ancho de banda para operadores de telefonía específicos o usuarios como los militares ".
En la revista The Optical Society OSA Óptica Express , los investigadores demostraron un JAR fotónico o basado en luz que se puede utilizar para evitar interferencias. Mostraron que el sistema funciona de manera muy similar al JAR de Eigenmannia en que detecta si otra señal puede presentar un problema de interferencia y luego cambia de forma inteligentesu señal de emisión es más alta o más baja en frecuencia para que se aleje de la señal de interferencia sin cruzar su frecuencia, lo que amplificaría la interferencia.
Debido a que el sistema para evitar interferencias está basado en la luz, solo se necesitan pequeños ajustes para usarlo con una amplia gama de frecuencias: desde las frecuencias de megahercios utilizadas para la comunicación por radio y GPS hasta las señales de gigahercios utilizadas por teléfonos celulares y radares.El dispositivo basado en luz también permite una respuesta automática más rápida a una posible señal de interferencia que la que podría lograr un sistema electrónico.
Reduciendo la interferencia
La nueva tecnología podría ayudar con la interferencia de la señal en varias áreas. Por ejemplo, podría usarse para evitar atascos involuntarios cuando los radares a bordo de aviones o vehículos militares operan en la misma área. También podría usarse en entornos como hospitales dondelos dispositivos inalámbricos pueden interferir con las transmisiones inalámbricas provenientes de instrumentos médicos.
"Eventualmente, este enfoque podría usarse para lograr un uso efectivo del espectro inalámbrico al permitir que los dispositivos inalámbricos se muevan automáticamente a una frecuencia que no interfiera con otras señales cercanas", dijo Fok. "Esto podría reducir el costo deusar el espectro inalámbrico porque los proveedores de servicios no tendrían que pagar para reservar grandes cantidades de ancho de banda. Esto, a su vez, podría hacer que sea más asequible llevar tecnología móvil a los países en desarrollo, donde podría utilizarse para apoyar servicios importantes como la telemedicina ola educación a distancia."
imitando neuronas
El nuevo sistema JAR fotónico utiliza un componente óptico estándar conocido como amplificador óptico de semiconductores SOA para imitar el JAR de Eigenmannia. El SOA identifica las propiedades de su propia señal emitida y lo utiliza como referencia para detectar unbloqueo potencial y para determinar si esa señal es más alta o más baja en frecuencia. Luego aleja la señal emitida de la señal de bloqueo potencial.
"Para crear el sistema fotónico, teníamos que entender cómo las neuronas en Eigenmannia llevan a cabo el JAR y luego traducirlo desde un punto de vista de ingeniería en un diseño fotónico", dijo Fok. "Debido a que el SOA en realidad actúa muy parecido a una neurona"podría usarse para hacer todas las tareas necesarias "
Los investigadores probaron su JAR fotónico utilizando varios tipos de señales de interferencia en la región de microondas del espectro electromagnético, que se utiliza para redes inalámbricas de área local como Bluetooth ". Podríamos ver que el sistema JAR fotónico mueve la frecuencia de la señal cuando se produce una interferenciala señal se acercaba y dejaba de moverse si la frecuencia de interferencia se alejaba ", dijo Fok." Sucedió automáticamente, casi como si estuviera viva ".
Los investigadores ahora están trabajando para mejorar el sistema para que pueda responder a más de una señal de interferencia cercana. También quieren que el sistema sea portátil y más fácil de usar para usuarios no técnicos.
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Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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