"آذان الأرنب": ابتكار هوائيا جديدا يخدم تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية

نجح باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تطوير هوائي يمكنه تعديل نطاق تردده عن طريق تغيير شكله فعليا، تمت تسمية جهاز الهوائي القابل لإعادة التكوين والمصمم حديثًا باسم "الهوائي الفائق". 

"آذان الأرنب": ابتكار هوائيا جديدا يخدم تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية 

قالت مروة العلوي، المؤلفة الرئيسية وطالبة الدراسات العليا في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في بيان صحفي نُشر يوم الاثنين: "يكمن جمال المواد الخارقة في أنها عبارة عن نظام مترابط من الروابط، وبالتالي فإن البنية الهندسية تسمح لنا بتقليل تعقيد النظام الميكانيكي".

في السنوات الأخيرة، تجاوزت هوائيات المواد الفائقة المرحلة النظرية لحل مشاكل العالم الحقيقي، وخاصة في مجالات مثل الجيل الخامس، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والاستشعار الطبي الحيوي.

الهوائي الجديد مصنوع من مواد ميتامواد مساعدة، مما يعني أن خصائصه يمكن تغييرها ببساطة عن طريق تشويه شكله، ويمكن برمجة هذه المواد من الجيل التالي لتغيير شكلها عن طريق تدوير أو ضغط أو تمديد أو ثني هياكلها الداخلية المتكررة، أو "الخلايا الوحدوية".

يؤدي تغيير شكل الهوائي إلى تغيير تردد رنينه - حيث يعمل بشكل أفضل - مما يسمح لجهاز واحد بالتعامل مع العديد من البروتوكولات اللاسلكية المختلفة.

لإحداث تغييرات في تردد الرنين، نحتاج إما إلى تغيير الطول الفعال للهوائي أو إضافة شقوق وثقوب فيه. تُمكّننا المواد الخارقة من الحصول على هذه الحالات المختلفة من بنية واحدة فقط، كما أضاف العلوي.

ومن المثير للاهتمام أن قدرة الاستشعار تم توضيحها باستخدام العديد من النماذج الأولية، بما في ذلك "ستارة ذكية" تضبط الإضاءة، وسماعة رأس تتحول بين وضعي إلغاء الضوضاء والشفافية عن طريق التشوه.

علاوة على ذلك، يمكن للهوائي المدمج في سماعات الرأس الذكية تحويل تردد رنينه بنسبة 2.6% عندما ينحني، وهو ما يكفي لتغيير وضع سماعات الرأس. 

وهذا يعني أن جهازًا واحدًا يمكنه العمل على بروتوكولات لاسلكية مختلفة، مما يلغي الحاجة إلى هوائيات متعددة، ولجعل التكنولوجيا متاحة للمبدعين الآخرين، قام الفريق أيضًا بتطوير أداة تحرير. 

تتيح الأداة للمستخدمين تصميم هوائيات ميتاماتيرالية مخصصة من خلال تحديد المعلمات الرئيسية ثم محاكاة أداء الهوائي قبل تصنيعه باستخدام قاطع الليزر.

اقرأ أيضًا:

شاهد آلاف أسماك السلور تتسلق الشلالات في أول ظهور لها (فيديو)

نفايات العنب تقضي على مشكلة تلوث البلاستيك عالميا خلال 17 يوما

وفي المستقبل، تتضمن الخطط إنشاء هوائيات ميتا ثلاثية الأبعاد لمجموعة أوسع من التطبيقات، وإضافة المزيد من الميزات إلى أداة التصميم الخاصة بها، وتحسين متانة هيكل المادة الميتا بشكل أكبر.