طراحی آنتن «یو اچ اف» با الهام از تار عنکبوت برای استفاده در اینترنت اشیاء

به گزارش گروه ارتباطات و فناوری اطلاعات خبرگزاری علم و فناوری آنا، مقاله اخیری که در مجله علمی نیچر منتشر شده به بررسی و طراحی یک آنتن خواننده «یو اِچ‌ اِف» (UHF) با الهام از ساختار شبکه عنکبوتی برای کاربرد‌های اینترنت اشیاء و سلامتی پرداخته است. محققان با الهام از بنای طبیعی پیچیدگی شبکه عنکبوتی، انعطاف پذیری، و پایداری شبکه، توانسته‌اند به طراحی یک آنتن با کارایی بالا در فرکانس یو‌اچ‌اف برسد.

آنتن‌های یواچ‌اف وظیفه انتشار و دریافت امواجی که به ما امکان شناسایی تراشه‌های «آراف آی دی» (RFID) را می‌دهند دارند. «آراف آی دی» به فناوری‌هایی اطلاق می‌شود که از ارتباط بی‌سیم بین یک تگ (برچسب) و ریدر(خواننده) برای ردیابی خودکار و شناسایی چنین داده‌هایی استفاده می‌کنند.هنگامی که یک تراشه «آراف آی دی» از قسمت آنتن عبور می‌کند، فعال می‌شود و سیگنالی را منتشر می‌کند. آنتن‌ها در زمینه‌های مختلف موج ایجاد می‌کنند و مسافت‌های مختلفی را پوشش می‌دهند.

شبکه عنکبوتی به خاطر ساختار بسیار حساس و قوی خود در ساخت سیم‌های خود رشد می‌کند و باعث می‌شود تا شبکه بسیار پایدار و انعطاف‌پذیر شود. بنابراین، بر اساس این ساختار، طراحان مقاله آنتنی را طراحی کرده‌اند که بتواند این خصوصیات را در خواننده «یو اچ‌ اف» فراهم کند.

طراحی آنتن شامل استفاده از الگوی سه‌بعدی مشابه با شبکه عنکبوتی و همچنین استفاده از جدیدترین فناوری‌های ساخت مخابراتی است.

به گفته طراحان این فناوری، این آنتن توانایی دارد سیگنال‌های «آر اف آی دی» را با بالاترین دقت و قدرت دریافت کند و اطلاعات را به صورت امن و قابل اطمینان انتقال دهد.

طراحی دایره‌ای آنتن در این مقاله بر مبنای مشاهده شبکه عنکبوتی انجام شده است. ساختار سیم‌های ضخیم و ناهمگن عکس العملی مشابه به سیم‌های شبکه عنکبوتی ایجاد کرده، بنابراین این آنتن به دلیل طراحی بی‌نظیر خود، مزایایی از قبیل عملکرد بالا، حساسیت بالا و ردیابی دقیق در برابر تگ‌های «آر اف آی دی» را ارائه می‌دهد.

تگ‌های «آر اف آی دی» به معنی سامانه شناسایی با امواج رادیویی است و درواقع دستگاه‌های کوچک الکترونیکی هستند که از یک تراشه کوچک و یک آنتن تشکیل شده‌اند.

این آنتن همچنین از قابلیت‌های بی‌سیم مورد نیاز برای کاربرد‌های اینترنت اشیا و سلامتی استفاده می‌کند. بهره‌مندی از فناوری این تراشه و آنتن در کاربرد‌های سلامتی، مانند پیگیری ابزار‌های پزشکی، رصد بیماران و مدیریت داروها، به طور قابل توجهی تسریع در دسترسی و دقت اطلاعات سلامتی را فراهم می‌کند.

در انتها، نتایج تجربی و شبیه‌سازی‌هایی که بر روی آنتن ارائه شده است، نشان می‌دهد که آنتن پیشنهادی توانسته است عملکرد بهتری را نسبت به آنتن‌های قبلی در کاربرد‌های اینترنت اشیا و سلامتی ارائه دهد.

استفاده از آنتن خواننده «یو اچ‌ اف» الهام گرفته از شبکه عنکبوتی می‌تواند برای کاربرد‌های مختلف مفید باشد، از جمله اینترنت اشیا و کاربرد‌های بهداشتی. به عنوان مثال، در کاربرد‌های بهداشتی، این آنتن می‌تواند برای شناسایی پزشکان و پرسنل در بیمارستان‌ها استفاده شود و همچنین برای ردیابی و مدیریت تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. در نتیجه، آنتن خواننده «یو اچ‌ اف» الهام گرفته از شبکه عنکبوتی می‌تواند به عنوان یک راه حل پیشرفته و قابل اعتماد در سیستم‌های ارتباطی اینترنت اشیا و کاربرد‌های بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد.

بنابراین، این مقاله می‌تواند به عنوان منبع مناسبی برای محققان و توسعه‌دهندگان علاقه‌مند به طراحی آنتن‌های خواننده «یو اچ‌ اف» با کاربرد‌های اینترنت اشیا و سلامتی باشد.