Em 8 de junho, uma equipe de pesquisa da Universidade Aalto, na Finlândia, desenvolveu um painel de cristal metamaterial impresso em 3D voltado para comunicações 6G. O resultado foi publicado na revista Nature Communications. O painel pode guiar passivamente ondas de rádio ao redor de obstáculos sem necessidade de alimentação elétrica, ajuste ativo ou circuitos de controle complexos, melhorando a qualidade da conexão sem fio em áreas de cobertura fraca, como porões, túneis, grandes edifícios, fábricas e corredores.
Esta tecnologia visa o problema de propagação mais acentuado quando a comunicação de alta frequência entra na fase 6G. As futuras redes 6G utilizarão mais faixas de alta frequência para obter maior largura de banda e maior capacidade de transmissão de dados do que o 5G, mas, com o aumento da frequência, os sinais são mais facilmente bloqueados por paredes, corpos humanos, móveis, equipamentos e estruturas de edifícios. A abordagem tradicional geralmente envolve a adição de roteadores, repetidores, pequenas estações base ou superfícies inteligentes reconfiguráveis em áreas de cobertura fraca, mas essas soluções geralmente exigem alimentação elétrica, cabeamento, chips de controle, módulos de radiofrequência e manutenção contínua, e o custo de implantação aumenta com a complexidade do cenário. O painel de cristal metamaterial proposto pela equipe da Universidade Aalto adota um design de estrutura volumétrica, redistribuindo as ondas de rádio por meio de formas geométricas, permitindo que o sinal contorne cantos, entre em áreas de sombra ou se concentre em usuários e dispositivos específicos. Os pesquisadores comparam esse princípio ao uso de um espelho para guiar a luz, mas, neste caso, o objeto guiado são as ondas de rádio.
O painel pode ser instalado em paredes, tetos, móveis ou outras superfícies, com um custo estimado de apenas algumas dezenas de euros por peça.
Em termos de mecanismo técnico, o painel de cristal metamaterial difere de muitas superfícies inteligentes de camada única que só podem lidar com uma única direção de incidência ou uma única função. A equipe da Universidade Aalto afirma que este tipo de cristal metamaterial volumétrico pode processar múltiplas ondas incidentes simultaneamente, operar em diferentes faixas de frequência ao mesmo tempo e, dependendo do objetivo do projeto, realizar reflexão, transmissão ou até mesmo absorção de sinais indesejados. Sua fabricação depende da impressão 3D, permitindo que os pesquisadores personalizem a estrutura do painel de acordo com o layout específico de edifícios, fábricas, armazéns ou corredores, de modo que as "formas geométricas" continuem a realizar o controle do sinal após a instalação. Para ambientes estáticos ou de mudança lenta, como fábricas, redes 5G/6G internas, espaços de armazenamento e corredores longos, as vantagens desta solução são baixo custo, baixa manutenção e fácil escalabilidade, sem a necessidade de adicionar dispositivos eletrônicos em cada ponto ou ajustar continuamente um grande número de unidades ativas.
As perspectivas de aplicação deste resultado concentram-se na construção de ambientes sem fio inteligentes. No futuro, fábricas, armazéns logísticos, hospitais, espaços subterrâneos, centros de transporte e grandes edifícios públicos abrigarão mais robôs, sensores, câmeras industriais, terminais de realidade aumentada, veículos de transporte não tripulados e operações de baixa latência. Depender apenas do aumento da potência das estações base ou da adição de dispositivos repetidores trará pressões de consumo de energia, cabeamento e operação e manutenção. Se o painel de cristal metamaterial impresso em 3D entrar em aplicação de engenharia, poderá atuar como um "componente de comunicação passivo" dentro dos edifícios, melhorando as zonas cegas de cobertura sem alterar a arquitetura principal da rede e aumentando a acessibilidade dos sinais de alta frequência do 6G em espaços complexos. A equipe de pesquisa está atualmente explorando caminhos de comercialização e buscando cooperação industrial nas áreas de superfícies programáveis, infraestrutura sem fio inteligente e tecnologias de controle de sinal passivo de baixo custo.
O foco da pesquisa subsequente passará de painéis estáticos para painéis reconfiguráveis, dotando-os de certa capacidade de adaptação quando o ambiente sem fio mudar. Se esse caminho conseguir manter as vantagens de baixo custo e fácil implantação, a construção da rede 6G ganhará uma nova ferramenta entre a expansão tradicional de estações base e as superfícies inteligentes ativas complexas, oferecendo uma solução de engenharia mais flexível para a entrada de comunicações de alta frequência em ambientes internos, fábricas e espaços urbanos.