Uutiset

Edullinen ratkaisu 6G-katveeseen: tutkijoiden kehittämät metakidepaneelit ohjaavat langattomia signaaleja myös kulman taakse

Tutkijoiden kehittämät paneelit ohjaavat radioaaltoja fyysisten esteiden ympäri – ilman ylimääräistä elektroniikkaa, virtalähteitä tai aktiivista viritystä.
Metakidepaneeli ohjaa langatonta verkkoa sisäkatossa olevasta reitittimestä kulman takana olevan käyttäjän tarpeeseen.
Seinät muuttuvat osaksi langatonta infrastruktuuria passiivisten 3D-tulostettujen metakidepaneelien avulla. Ne ohjaavat radioaallot ohi esteiden, ja parantavat kuuluvuutta ilman tukiasemia, virtalähteitä tai johtosotkuja. Aalto-yliopisto / Mahdi Asgari

Kellareissa, tunneleissa tai vain suurissa rakennuksissa pätkivä Wi-fi- ja mobiiliverkon signaali turhauttaa käyttäjää. Tavallisin ratkaisu tällaisiin kuuluvuusongelmiin on lisätä laitteistoa: reitittimiä, toistimia ja tukiasemia. 6G-aikakauteen siirryttäessä monimutkaisen langattoman infrastruktuurin rakentaminen rasittaa kuitenkin ympäristöä ja on lisäksi kohtuuttoman kallista. 

Korkeampitaajuiset 6G-kanavat pyrkivät tarjoamaan huomattavasti enemmän kaistaa kuin nykyinen 5G, mutta tielle nousevat seinät, ihmiset ja muut esteet. Ongelman ratkaisemiseksi Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet edullisia 3D-tulostettuja metakidepaneeleita, jotka ohjaavat radioaaltoja passiivisesti fyysisten esteiden ympäri –  ilman ylimääräistä elektroniikkaa, virtalähteitä tai aktiivista viritystä. 

Väitöskirjatutkija Mahdi Asgari vertaa tilannetta pimeään huoneeseen: jos siellä on liian pimeää, voi joko tuoda huoneeseen lisää lamppuja tai sitten ohjata olemassa olevaa valoa yksinkertaisilla peileillä. Metakidepaneelit tekevät samaa, mutta ohjaten radioaaltoja. 

"Toisin kuin aiemmin kehitetyt yksikerroksiset ohjattavat älypinnat, nämä kolmiulotteiset metakiteet voidaan suunnitella ohjaamaan useita saapuvia signaaleja itsenäisesti, mikä on toimivan langattoman viestinnän keskeinen edellytys", Asgari kertoo.  

Paneelit on mahdollista asentaa esimerkiksi seinille, kattoihin tai kalusteisiin, jolloin ne ohjaisivat signaaleja kulmien taakse, katvealueisiin sekä tiettyjä laitteita tai käyttäjiä päin. 

Toisin kuin monet nykyiset älypinnat, jotka kykenevät yleensä käsittelemään vain yhtä signaalia yhdestä suunnasta kerrallaan, metakidepaneelit voivat hallita useita saapuvia aaltoja samanaikaisesti, toimia eri taajuuksilla yhtä aikaa,  sekä joko heijastaa, lähettää tai estää ei-toivottuja signaaleja. 

3D-tulostettuja paneeleja joka käyttöön 

Perinteiset ohjelmoitavat älypinnat vaativat monimutkaisia ohjauspiirejä ja useita muokattavia elementtejä, mikä tekee niistä kalliita ja hankalia ottaa laajemmin käyttöön. Metakidepaneelit voidaan kuitenkin valmistaa tavallisessa 3D-tulostimessa, jolloin yksittäisen paneelin materiliaalien hinta on arviolta muutamia kymmeniä euroja. Tulostus mahdollistaa myös räätälöityjen paneelien tekemisen eri ympäristöihin. 

"Teollisuudessa kiinnostavimpia käyttökohteita ovat hitaasti muuttuvat ympäristöt, kuten tehtaat, sisätilojen 5G-/6G-verkot, varastot ja pitkät käytävät", Asgari sanoo. 

Tällaisissa paikoissa kertaalleen viritetty passiivinen paneeli voi olla edullisempi ja yksinkertaisempi ratkaisu kuin aktiivisesti ohjattu ja jatkuvaa huoltoa vaativa älypinta. 

Kohti käytännöllisiä langattomia ympäristöjä 

Asgari painottaa, että metakidepaneelit eivät ole futuristisia ja kalliita elektronisia vekottimia. Asennuksen jälkeen geometria tekee kaiken tarvittavan työn, ja paneeli parantaa signaalia huomaamattomasti taustalla. 

Tutkijat etsivät nyt tapoja kaupallistaa nämä löydökset. He etsivät yhteistyökumppaneita, jotka ovat kiinnostuneita ohjelmoitavista metapinnoista, älykkäistä langattomista infrastruktuureista sekä passiivisista signaalinohjaustekniikoista, jotka on edullista valmistaa. 

"Toiveena on, että tulevaisuudessa näitä skaalautuvia, älykkäitä langattomia ratkaisuja hyödynnetään sisätiloissa sekä kaupunkiympäristöissä rakennusten seinillä tai muilla pinnoilla", Asgari sanoo. 

Hänen mukaansa seuraava askel on kehittää ohjelmoitavia paneeleja, jotka voisivat mukautua ympäristön muutoksiin. Tämänhetkiset älypinnat ovat usein liian kalliita ja monimutkaisia laajaan teolliseen käyttöön, joten tiimi tutkii yksinkertaisempia tapoja tarjota joustavia paneeliratkaisuja, jotka olisivat edelleen edullisia ja käytännöllisiä.

Metacrystals: Inversely-designed 3D-printed intelligent panels for 6G communications -artikkeli ilmestyi Nature Communications -julkaisussa 8.6.2026.

DOI: 10.1038/s41467-026-73019-x

  • Päivitetty:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Jacek Pawlak, jolla on teekkarilakki ja violetti reppu, seisoo kampuksen nurmikolla puiden ja rakennuksen edessä
Opinnot Julkaistu:

Jacek Pawlak haaveilee vihreästä vetyteollisuudesta

Puolalainen Jacek Pawlak innostui Suomen vetystrategiasta ja hakeutui opiskelemaan Hydrogen and Electric Systems -ohjelmaa.
Kolme miestä älykkään rennossa pukeutumisessa poseeraa eri sisätaustoja vasten
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kolme nousevaa Aalto-yliopiston tutkijaa sai EU:n kilpaillun rahoituksen

Dominik Baumann, Tero Mäkinen ja Owies Wani kehittävät tutkimushankkeissaan tekoälyagenttien kouluttamista vahvistusoppimisessa, materiaalivaurioiden fysiikan malleja ja elektrolyyttirakennetta energian varastointiin.
Hymyilevä, vaaleakiharainen Arttu Jääskeläinen mustassa paidassa tumman puuseinän ja valkoisten ympyröiden edessä.
Opinnot Julkaistu:

Alanvaihtaja Arttu Jääskeläinen laajentaa energiamarkkinoiden osaamistaan

Energy Systems and Markets -pääaineessa Arttu Jääskeläinen haluaa keskittyä energiamarkkinoiden strategisen tason osaamiseen.
Apulaisprofessori Hadi Ghanbari
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkimus: Pelillistetyt palvelunestohyökkäykset pyrkivät psykologiseen sodankäyntiin Nato-maita vastaan

Venäjämielistä NoName057(16)-hakkeriryhmää käsittelevä tutkimus osoittaa, kuinka ‘haktivismi’ on kehittymässä hybridiuhaksi, joka hämärtää propagandan, geopoliittisen sodankäynnin ja taloudellisesti motivoituneen kyberrikollisuuden välistä rajaa.