Pela primeira vez, pesquisadores demonstraram um dispositivo baseado em luz que imita a incrível resposta de evitação de interferência de um peixe (JAR), movendo a frequência de um sinal emitido para longe de outros sinais que poderiam causar interferência. O novo sistema poderia eventualmente ajudar a superar a crise de largura de banda espectral causada por um número cada vez maior de dispositivos sem fio e dados transmitidos competindo por espaço em uma quantidade limitada de largura de banda disponível.

Eigenmannia são peixes que vivem em cavernas que vivem na escuridão completa. Para sobreviver sem a presença de luz, os peixes emitem um campo elétrico para se comunicar com outros peixes e sentir o ambiente circundante. Quando dois peixes emitem sinais em frequências semelhantes, eles podem interferir um no outro, ou geléia, criando um sinal codificado. Graças a um algoritmo neural único, esses peixes podem ajustar seus sinais de comunicação elétrica para que não interfiram com os de outros peixes próximos.

"Achamos que os humanos poderiam usar o mesmo algoritmo neural de resposta de evitação de interferência que o Eigenmannia, mas a uma velocidade e frequência muito mais rápida, "disse o líder da equipe de pesquisa Mable P. Fok da Universidade da Geórgia." Isso poderia permitir uma maneira mais inteligente e dinâmica de usar nossos sistemas de comunicação sem fio, sem a necessidade de processos de coordenação complicados que atualmente evitam o bloqueio, reservando seções inteiras de largura de banda para operadoras de telefonia ou usuários específicos, como os militares. "

No jornal The Optical Society (OSA) Optics Express , os pesquisadores demonstraram um baseado em luz, ou fotônico, JAR que pode ser usado para evitar travamento. Eles mostraram que o sistema funciona como o JAR da Eigenmannia, pois detecta se outro sinal pode apresentar um problema de interferência e, em seguida, muda de forma inteligente o sinal de emissão para mais ou para menos de frequência, de modo que se afasta do sinal de interferência sem cruzar sua frequência, o que amplificaria o bloqueio.

Como o sistema de prevenção de interferência é baseado em luz, apenas pequenos ajustes são necessários para usá-lo com uma ampla gama de frequências:das frequências megahertz usadas para comunicação de rádio e GPS aos sinais gigahertz usados ​​por telefones celulares e radares. Usar um dispositivo baseado em luz também permite uma resposta automática mais rápida a um sinal de interferência potencial do que um sistema eletrônico poderia realizar.

Cortando a interferência

A nova tecnologia pode ajudar com a interferência de sinal em várias áreas. Por exemplo, poderia ser usado para evitar congestionamento não intencional quando radares a bordo de aviões ou veículos militares estiverem operando na mesma área. Ele também pode ser usado em ambientes como hospitais, onde dispositivos sem fio podem interferir nas transmissões sem fio provenientes de instrumentos médicos.

"Eventualmente, esta abordagem pode ser usada para alcançar o uso eficaz do espectro sem fio, permitindo que os dispositivos sem fio se movam automaticamente para uma frequência que não interfira com outros sinais próximos, "disse Fok." Isso poderia reduzir o custo de uso do espectro sem fio porque os provedores de serviço não teriam que pagar para reservar grandes quantidades de largura de banda. Esse, por sua vez, poderia tornar mais acessível levar tecnologia móvel para países em desenvolvimento, onde poderia ser usado para apoiar serviços importantes, como telemedicina ou ensino à distância. "

Imitando neurônios

O novo sistema JAR fotônico usa um componente óptico de prateleira conhecido como um amplificador óptico semicondutor (SOA) para imitar o JAR do Eigenmannia. O SOA identifica as propriedades de seu próprio sinal emitido e usa isso como uma referência para detectar um possível bloqueio e determinar se esse sinal é mais alto ou mais baixo em frequência. Em seguida, ele move o sinal emitido para longe do sinal de interferência potencial.

“Para criar o sistema fotônico, tivemos que entender como os neurônios em Eigenmannia realizam o JAR e, em seguida, traduzir isso do ponto de vista da engenharia em um projeto fotônico, "disse Fok." Como o SOA realmente age de maneira muito parecida com um neurônio, ele poderia ser usado para fazer todas as tarefas necessárias. "

Os pesquisadores testaram seu JAR fotônico usando vários tipos de sinais de interferência na região de microondas do espectro eletromagnético, que é usado para redes locais sem fio, como Bluetooth. "Pudemos ver o sistema JAR fotônico mover a frequência do sinal quando um sinal de interferência estava se aproximando e parar de se mover se a frequência de interferência estivesse se afastando, "disse Fok." Aconteceu automaticamente, quase como se estivesse vivo. "

Os pesquisadores agora estão trabalhando para melhorar o sistema para que ele possa responder a mais de um sinal de interferência nas proximidades. Eles também desejam tornar o sistema portátil e mais amigável para usuários não técnicos.