Cristian Cassella ha recibido el premio IEEE European Frecuencia y Time Forum Young Scientists. Crédito: Matthew Modono/Northeastern University
En la comunicación inalámbrica, el espectro (frecuencias radios que permiten que los dispositivos se comuniquen por el aire) es el rey.
Pero Spectrum, como todos los recursos, es finito, y a medida que se ponen más dispositivos en línea y aumentan las velocidades de datos, las redes inalámbricas se están superando. Es un problema que se espera que empeore a medida que la infraestructura 5G continúa construyendo y se introducen tecnologías 6G.
Cristian Cassella, profesora asociada del noreste de ingeniería eléctrica e informática, comprende este problema mejor que la mayoría; Es una de sus áreas de enfoque en el laboratorio de radiofrecuencia de microsistemas de la universidad, que dirige como su principal investigador.
Aprovechando los metamateriales, una clase de materiales de ingeniería que no se encuentran en la naturaleza, Cassella y su equipo han introducido nuevas tecnologías microelectromecánicas que podrían ser clave para ayudar a combatir la congestión de la red.
Por sus esfuerzos, Cassella recibió recientemente el IEEE European Frecuencia y el Foro de Tiempo Jóvenes Científicos, un prestigioso honor otorgado a un investigador que trabaja en el campo de la metrología que tiene menos de 40 años.
Para comprender la ciencia detrás del trabajo de Cassella, es primero importante comprender parte de la tecnología dentro de su teléfono celular.
Su teléfono celular es ideal para hacer llamadas, mensajes de texto y navegar por la web. Esas acciones se completan utilizando una gama de diferentes señales inalámbricas que se reciben utilizando la variedad de antenas y componentes dedicados de un teléfono.
Un componente clave es el filtro de radiofrecuencia de un teléfono, que permite varias señales inalámbricas que se reciben simultáneamente, como WiFi, Bluetooth y muchos otros, que se separarán y se engranan antes de ser enviados a los circuitos apropiados para la decodificación de datos, dice Cassella. Piense en ello como llamadas de enrutamiento de un operador telefónico a las partes apropiadas.
“Parece una operación simple, pero independientemente de cómo se vea, es extremadamente difícil de hacer con la tecnología que existe”, dice Cassella, señalando que gran parte de la tecnología dentro de esos filtros tiene más de 20 años.
Aprovechando la financiación de la investigación de la Fundación Nacional de Ciencias, Cassella se propuso mejorar la tecnología utilizando metamateriales basados en ondas acústicas.
“El tipo de comportamiento que estamos tratando de abordar es el comportamiento exótico de las ondas acústicas a la micro escala”, dice Cassella. “Los dispositivos en los que trabajamos son piezoeléctricos, y la idea principal de esos dispositivos es que usan una señal eléctrica que genera una onda acústica”.
Al aprovechar el sistema eléctrico de un dispositivo, Cassella y su equipo pueden modular su rendimiento y construir filtros que ofrecen bandas de conectividad más amplias que son capaces de detectar señales con más precisión.
Pero los descubrimientos de Cassella se extienden más allá de los dispositivos de comunicación a otras aplicaciones de micro tecnología. Señala que sus metamateriales de escala de chips puedan abordar las necesidades de detección que son difíciles de lograr con las otras tecnologías que existen.
En uno de sus trabajos recientes, publicado En las comunicaciones de la naturaleza, ha discutido la oportunidad de usar metamateriales para detectar parámetros extremadamente localizados, como la masa de un solo glóbulo.
“Esta dirección de investigación tiene el potencial de proporcionar nuevos medios de diagnóstico para la detección precisa y la caracterización de las enfermedades o, en un entorno completamente diferente, puede impulsar los límites actuales de los sensores inerciales existentes, permitiendo el posicionamiento y la navegación de vehículos que operan en entornos de alta choque y vibraciones”, dice.
“Todas estas ambiciones más grandes requieren nuevos dispositivos electrónicos”, agrega. “Lo que estamos tratando de lograr aquí es sentir cosas que los dispositivos anteriores no pudieron sentir porque simplemente eran demasiado pequeños para ser conducidos con suficiente fuerza para tener una señal de salida de alta fidelidad que lleva la información que debe detectarse”.
Más información: Jacopo M. de Ponti et al, estados topológicos localizados más allá de las resonancias de Fano a través de la conversión del modo de onda contrapropagación en dispositivos microelectromecánicos piezoeléctricos, comunicaciones de la naturaleza (2024). Dos: 10.1038/s41467-024-53925-8
Proporcionado por la Universidad del Nordeste
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Northeastern Global News News.northeastern.edu.
Cita: los investigadores construyen una pequeña tecnología que podría alimentarse más rápido, más inteligente 6G Wireless (2025, 23 de julio) recuperado el 23 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-tiny-tech-power-faster-smarter.html
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