Computing
Mga Bagong Kaalaman sa Phononics Maaaring Muling Tukuyin ang Mga Susunod na Henerasyon ng Mga Kagamitang Pangkomunikasyon
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Sa pagkalat ng internet sa buong mundo, maaaring maramdaman ng ilan na tapos na ang mga araw ng pagsabog ng komunikasyon. Maaaring isipin pa ng ilan na wala nang maabot pa sa industriya ng mga kagamitang pangkomunikasyon, solusyon, at serbisyo.
Totoo na kung susukatin natin ang industriya base lamang sa tinatayang porsyento ng paglago, tila ito ay maliit. Ngunit ito ay dahil napakalaki ng base market size na ginagamit sa pagkalkula ng paglago. Ayon sa mga pagtataya, ang pandaigdigang merkado ng mga serbisyong pangkomunikasyon ay lalaki mula US$1.5 trillion to US$1.6 trillion sa pagitan ng 2024 at 2028.
Ang paglago sa isang merkado na multi-trilyong dolyar ay makakamit lamang sa patuloy na pag-usbong ng mga makabagong inobasyon sa larangang ito. Isang solusyon ang gumagamit ng phononics upang lumikha ng mas maliliit at makapangyarihang kagamitang pangkomunikasyon. Sa ibaba, tatalakayin natin ang inobasyong ito, na nagmula sa mga mananaliksik mula sa University of Arizona, Wyant College of Optical Sciences, at Sandia National Laboratories.
Susunod na Rebolusyon sa Wireless na Komunikasyon Gamit ang Phononics
Bago natin talakayin nang detalyado ang inobasyon at ang mga detalye nito, subukan muna nating unawain ang phononics, Ang ang komunidad ng siyensiya ay naglalarawan sa phononics bilang “isang umuusbong na larangan na naglalayong ilahad ang kalikasan ng likas na mekanikal na galaw sa parehong tradisyonal at artipisyal na estrukturang materyales at gamitin ang kaalamang ito upang palawakin ang mga hangganan ng pisikal na tugon sa antas ng materyal o estruktura/kagamitan o pareho.”
Bagaman ang pangunahing siyentipikong depinisyon ay maaaring mahirap intindihin, ang paghahambing sa photonics ay magpapasimple nito. Ang photonics ay gumagamit ng mga photon upang itaguyod ang pag-unlad ng teknolohiyang optikal. Sa parehong paraan, ang Phononics ay gumagamit ng mga phonon, mga pisikal na particle na nagdadala ng mekanikal na pagyanig sa isang materyal sa halos hindi naririnig na mataas na dalas.
Sa pananaliksik na ating tatalakayin, nagawang pagsamahin ng mga siyentipiko ang mga espesyal na semiconductor at piezoelectric na materyales upang lumikha ng napakalaking nonlinear na interaksyon sa pagitan ng mga phonon. Pagkatapos, nag-deploy sila ng mga amplifier para sa mga phonon—gawa rin sa parehong materyal—upang lumikha ng mas epektibo, mas makapangyarihan, at mas maliliit na wireless na kagamitan, kabilang ang mga smartphone at data transmitter.
Ayon sa senior na may-akda ng pag-aaral, si Matt Eichenfield, na may magkasanib na posisyon sa Arizona College of Optical Sciences at Sandia National Laboratories sa Albuquerque, New Mexico:
“Maraming tao ang malamang na magulat kapag narinig na may halos 30 na filter sa loob ng kanilang cellphone na ang tanging gawain ay i-convert ang mga radio wave sa sound wave at pabalik.”
Ngayon, gamit ang mas maliit na mga materyales ng phononics, posible nang mabawasan ang pangangailangan para sa napakaraming filter, dahil isang sinag ng phonon ay maaaring baguhin ang dalas ng isa pang sinag.
Ang tagumpay na ito ay alinsunod sa bisyon ng mga mananaliksik na lumikha ng lahat ng komponent na kailangan para sa pagproseso ng signal ng radio frequency mula sa teknolohiyang acoustic wave sa halip na transistor-based na elektronika. Ang resulta ay lahat ay ilalagay sa isang solong chip, na tugma sa paraan ng paggawa ng mga karaniwang microprocessor.
Sa karagdagang paglalahad ng posibleng epekto ng kanilang inobasyon, sinabi ni Eichenfield:
“Ngayon, maaari mong ituro ang bawat komponent sa isang diagram ng radiofrequency front-end processor at sabihing, ‘Oo, maaari kong gawin ang lahat ng ito sa isang chip gamit ang acoustic waves. Handa na kaming magpatuloy sa paggawa ng buong sistema sa acoustic domain.'”
Ang pagkakaroon ng isang solong chip na may lahat ng ito ay maaaring paliitin ang mga kagamitang pangkomunikasyon at gadget ng hanggang 100 beses, ayon kay Eichenfield.
Isang katulad na pananaliksik ang isinagawa noong nakaraang taon ng isang pangkat ng mga mananaliksik sa University of Michigan, kung saan nagdisenyo sila ng bagong uri ng reconfigurable transistor gamit ang ferroelectric semiconductor na may nanoscale na kapal.
Ferroelectric High Electron Mobility Transistor (FeHEMT) upang Paliitin ang mga Kagamitang Pangkomunikasyon sa mga Smartphone
Ang pangunahing katangian ng FeHEMT na nagpapabuti dito kumpara sa mga HEMT ay ang kakayahang mapanatili ang electrical polarization, na katulad ng electric na bersyon ng magnetismo. Sa pagdaragdag ng behavioral flexibility sa transistor, ang mga semiconductor na ito ay maaaring magpalit sa pagitan ng positibo at negatibong dulo.
Dahil reconfigurable ang FeHEMT, maaari itong magsilbing ilang aparato. Ang isang amplifier ay maaaring gumanap ng tungkulin ng maraming amplifier, bawat isa ay handa para sa dynamic control. Ang katangiang ito ay nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na mabawasan ang lawak ng circuit ng aparato at mapababa ang gastos at konsumo ng enerhiya.
Ang paglipat mula sa FeHEMT patungo sa HEMT ay kinapapalooban ng masusing siyentipikong pagsisiyasat at maraming pagsubok, test, at eksperimento. Ang semiconductor ay ginawa mula sa aluminum nitride na may halong scandium. Ang pagiging unang nitride-based na ferroelectric semiconductor ay nagbigay-daan upang ito ay seamless na maisama sa susunod na henerasyon ng semiconductor, ang gallium nitride. Ang output ay maaaring maabot ang bilis na hanggang 100 beses ng silicon. Hindi lamang ito mabilis, kundi napakaepektibo at mura rin.
Sinabi ni Ping Wang, isang research scientist sa electrical at computer engineering at co-corresponding author ng pananaliksik:
“Sa pagdaragdag ng ferroelectricity sa isang HEMT, maaari naming gawing mas matalim ang switching. Ito ay maaaring magbigay-daan sa mas mas mababang konsumo ng enerhiya bukod pa sa mataas na gain, na nagreresulta sa mas epektibong mga aparato.”
Sa isa pang halimbawa ng pagbuo ng eksaktong hardware pangkomunikasyon na may potensyal na magbago, isang pangkat ng mga mananaliksik sa electrical at computer engineering sa University of Michigan ay nakagawa ng unang millimeter-scale na transmitter at antenna na maaaring ‘mag-usap gamit ang Bluetooth Low Energy nang madali.‘
Pagbuo ng Unang Millimeter-Scale na Transmitter at Antenna
Pinamunuan ni Prof. David Wentzloff ang koponan at ang pananaliksik upang sa wakas makabuo ng unang millimeter-scale na aparato na maaaring tumpak na makipag-ugnayan gamit ang Bluetooth Low Energy. Ang transmitter at antenna ay kumonsumo lamang ng 606 microwatts, o 0.6 milliwatts nang magkasama, sa panahon ng transmisyon. Naabot ng sistema ang sukat na ito sa pamamagitan ng paggawa ng amplifier na hindi na kailangan o redundant sa pamamagitan ng paglikha ng natatanging kombinasyon ng oscillator at antenna.
Habang ipinaliwanag ang potensyal ng imbensyon, sinabi ni Prof. Wentzloff:
“Nasasabik ako sa mga direksyon ng pananaliksik sa hinaharap na mabubuksan sa pamamagitan ng pag-alis ng hadlang sa wireless connectivity!”
Ang tagumpay na ito ay magbubukas ng mga bagong daan sa larangan ng IoT at makabuluhang magpapahusay sa kakayahan nitong ma-adopt.
Ang imbensyon ay mahalaga rin para sa pangunahing inobasyon ng Unibersidad, ang Michigan Micro Mote (M3), ang kauna-unahang millimetre-scale na computer sa mundo. Sa pagkakabit ng ganitong transmitter sa M3, magiging mas epektibo ang komunikasyon sa karaniwang smartphone.
Sa pagpapaliwanag ng paggamit nito, sinabi ni Wentzloff:
“Ang radyo na ito ay nagdadagdag ng unang standard-compliant na komunikasyon sa M3 stack. Ito ay nagbibigay-daan sa amin na i-deploy ang mga M3 device nang mas mabilis at mas madaling maipadala ang nasensing na data sa cloud sa pamamagitan ng direktang pagkonekta sa isang smartphone.”
Ang ganitong napakagaling na pananaliksik ay magbabago sa mga pamantayan ng komunikasyon para sa susunod na henerasyon. Ang mga pandaigdigang kumpanya ay nag-iinvest ng pananaliksik at mga mapagkukunan upang gawing handa ang mga kagamitang pangkomunikasyon para sa hinaharap. Ang mga kumpanyang ito ay maaaring makinabang nang malaki mula sa mga pag-aaral at eksperimento. Sa mga segment sa ibaba, tatalakayin namin ang ilang mga kumpanyang ito.
#1. Nokia
Ang Nokia ay may malawak na portfolio ng mga kagamitang pangkomunikasyon. Pagdating sa kahanga-hangang pag-optimize ng espasyo, isang hanay ng produkto na namumukod-tangi ay ang AirScale Small Cells.
Ang Nokia ay may pinakamalawak na small-cell portfolio sa industriya, na may mga radio na na-optimize upang suportahan ang mga mobile network operator at mga enterprise sa lahat ng senaryo ng deployment. Kilala rin bilang AirScale Shikra Radios, ang mga ito ay nasa anyo ng millimeter wave radios at pico radios para sa mga indoor solution.
Ang mga Shikra radio ay maliit at madaling i-deploy, maging stand-alone o kasama, na may mga small cells-optimized na baseband unit na tumutulong pabilisin ang pag-rollout ng network. Dahil sa kanilang compact na katangian, ang mga mmWave radio ay handa na i-deploy sa iba’t ibang lokasyon, kabilang ang masisiksik na urban na espasyo, mga shopping area, sports arena, at iba pang malalaking pampublikong venue kung saan ang mataas na kapasidad ay pangunahing pangangailangan.
Ang mga Pico radio ay isang indoor solution na tumutugon sa iba’t ibang enterprise use case, sumusuporta sa maraming radio access technology at flexible na network configuration. Mayroon din ang Nokia ng all-in-one small-cell solutions na hindi nangangailangan ng hiwalay na baseband unit at nagbibigay-daan sa simpleng plug-and-play na pag-install at flexibility sa deployment para sa loob at labas.
Para sa fiscal year 2023, iniulat ng Nokia ang taunang kita na EUR 22.258 bilyon, isang malaking pagbaba mula sa nakaraang fiscal year na EUR 24.91 bilyon. Ang operating profit ay bumaba rin sa EUR 2.375 bilyon mula sa EUR 3.109 bilyon sa pagitan ng FY 23 at FY 22.
#2. Motorola Solutions
Ang Motorola ay naging nangungunang tagapagtaguyod sa pagpapakilala ng mga futuristic, sopistikado, at cutting-edge na kagamitang pangkomunikasyon sa mundo. Isang aparato na maaaring makinabang nang husto mula sa pananaliksik na ito at magtulak pa ng hangganan ay ang TLK 25 wearable communication device ng Motorola. Ito ay may timbang na 73 gramo lamang at sukat na 3.2X1.9X0.7.
Sa kanyang core, ang TLK 25 ay isang wearable WAVE PTX device na lampas pa sa kakayahan ng walkie-talkie na push-to-talk. Ang mga device na ito ay compact, matibay, at may kasamang intuitive voice assistant. May Wi-Fi connectivity ang device at gumagamit din ng nationwide LTE kapag walang Wi-Fi. Ang intuitive voice assistant nito ay nagbibigay-daan sa hands-free na pag-access sa komunikasyon, mga setting ng device, mga safety feature, status, notifications, at alerts.
Ang hanay ng produkto ng TLK 25 mula sa Motorola ay namamayani dahil sa kanilang compactness at kasimplehan ng mga tampok. Ang mga device na ito ay makikinabang nang malaki mula sa pananaliksik at mga solusyon sa transmisyon na magpapasimple at magpapahusay pa.
MSI Tsart ng Presyo
Sa ika-apat na quarter ng 2023, iniulat ng Motorola Solutions (MSI ) ang net sales na US$2.85 bilyon, habang ang kabuuang taunang kita para sa 2023 ay halos US$10 bilyon. Ang operating earnings para sa taong 2023 ay tumaas sa US$2.784 bilyon mula sa US$2.368 bilyon noong 2022.
Ang Papel ng mga Kagamitang Pangkomunikasyon sa Ating Modernong Mundo
Mahirap para sa sibilisasyon ng tao na mabuhay nang walang mga paraan at kasangkapan para sa epektibong komunikasyon na gumagana nang maayos. Ang mga kagamitang pangkomunikasyon para sa susunod na henerasyon ay kailangang magkaroon ng maraming katangian upang maging mas handa sa pag-adopt sa hinaharap.
Ang mga device na ito, halimbawa, ay kailangang handa upang tiisin ang pinakamabagsik na kondisyon. Kailangan nilang maging sapat na epektibo upang maisama ang bawat inobasyon na naabot na sa larangang ito, lalo na sa sabay-sabay na paghawak ng boses, video, at data feed.
Habang nagbibigay ng lahat ng serbisyong ito, hindi dapat isakripisyo ng mga device ang kanilang integridad. Sa pamamagitan ng sopistikadong security system na gumagamit ng responsableng AI analytics, hindi na ito hamon.
Gayunpaman, ang pagkakaroon ng lahat ng katangiang ito ay hindi dapat magresulta sa isang bagay na kumukuha ng maraming espasyo, mabilis uminit, o mahal gawin.
Ang mga susunod na henerasyon ng kagamitang pangkomunikasyon ay magbabago, isinasaalang-alang ang mga aspetong ito. May mga bagong paradigma ng teknolohiya na lumitaw na magpapabilis sa ebolusyong ito. Halimbawa, marami nang usapan tungkol sa mga teknolohiya tulad ng Visible Light Communication (VLC)/Li-Fi, kung saan ang data transmission ay nangyayari sa pamamagitan ng liwanag sa halip na radio wave sa mataas na bilis sa pamamagitan ng maliliit na pag-aayos sa intensity.
Ang mga solusyong ito ay nag-aalok ng napakabilis na bilis, lampas sa bandwidth capabilities ng tradisyunal na komunikasyon. Dahil lumalampas ito sa tradisyunal na mode, maaaring makamit ang pinahusay na pamantayan ng seguridad at pagiging maaasahan. Naniniwala ang mga mananaliksik na ang mga solusyong ito ay perpekto para sa militar.
Bukod sa hardware ng data transmission, maraming progreso ang naabot sa larangan ng sensor technologies. Ang mga teknolohiyang ito ay makakatulong sa pag-update ng umiiral na IoT at automation support infrastructure.
Ayon sa data na inilahad ng ASSIA Inc., ang pagtaas ng PC/phone upload traffic mula simula ng ng Marso 2024 ay maaaring umabot ng 80% sa United States lamang. Ang mundo ay naging mas virtual kaysa ito noon bago ang COVID-19 pandemya. Ang mga webcam , PC, at laptop ay patuloy na nagpapatakbo ng video streams lahat ng oras . Ang paghahatid ng serbisyong pangkalusugan serbisyo edukasyon at iba pang </spanemergency serbisyo ay naging mas higit virtual .
Dapat patuloy na mag-invest ang mga organisasyon at kumpanya ng mga mapagkukunan at pananaliksik upang gawing mas epektibo at cost-effective ang susunod na henerasyon ng komunikasyon.
