Seuraavan sukupolven pienisoluisten 6G-verkkojen kattavuus edellyttää kaikkia mahdollisia keinoja sisätilakattavuuden saamiseksi. Aalto-yliopistossa on nyt kehitetty uudenlaiset metakidepaneelit, jotka pystyvät ohjaamaan signaalit vaikka kulman taakse ilman aktiivilaitteita.
Aalöon tutkijoiden kehittämät paneelit voidaan asentaa osaksi langatonta.infrastruktuuria 3D-tulostettujen metakiteiden avulla. Ne suuntaavat radioaallot ohi esteiden, ja parantavat sisä- ja ulkotilojen signaalien kuuluvuutta ilman tukiasemia, virtalähteitä tai johtosotkuja.
Nykyisin esimerkiksi rakennusten kellareissa, tunneleissa tai vain suurissa rakennuksissa pätkivä Wifi- tai mobiiliverkon signaali pätkii. Niitä pyritään korjaamaan toistimilla tai lisätukiasemilla. Seuraava ongelma voi olla 6G-verkot, joissa kattavan verkon rakentaminen voi olla todella kallista ja vaikeaa.
Aalto-ylipistossa väitöskirjatutkija Mahdi Asgari vertaa tilannetta pimeään huoneeseen: jos siellä on liian pimeää, voi joko tuoda huoneeseen lisää lamppuja tai sitten ohjata olemassa olevaa valoa yksinkertaisilla peileillä. Metakidepaneelit tekevät samaa, mutta ohjaten radioaaltoja.
6G-verkon korkeampitaajuiset kanavat tarjoavat kyllä 5G:n verrattuna lisää kaistaa, mutta ongelmana on heikompi yhteyksien läpäisevyys erilaisissa rakenteissa. Siihen ongelmaan tarjotaan ratkaisuksi uudenlaisia metakidepaneeleita.
”Toisin kuin aiemmin kehitetyt yksikerroksiset ohjattavat älypinnat, nämä kolmiulotteiset metakiteet voidaan suunnitella ohjaamaan useita saapuvia signaaleja itsenäisesti, mikä on toimivan langattoman viestinnän keskeinen edellytys”, Asgari kertoo.
Uudet paneelit on mahdollista asentaa esimerkiksi seinille, kattoihin tai kalusteisiin. Ja toisin kuin monet nykyiset älypinnat, jotka kykenevät hänen mukaansa yleensä käsittelemään vain yhtä signaalia yhdestä suunnasta kerrallaan, metakidepaneelit voivat hallita useita saapuvia aaltoja samanaikaisesti, toimia eri taajuuksilla yhtä aikaa, sekä joko heijastaa, lähettää tai estää ei-toivottuja signaaleja.
Perinteiset ohjelmoitavat älypinnat vaativat Aallon mukaan monimutkaisia ohjauspiirejä ja useita muokattavia elementtejä, mikä tekee niistä kalliita ja hankalia ottaa laajemmin käyttöön.
Uudet metakidepaneelit voidaan kuitenkin valmistaa edullisesti tavallisessa 3D-tulostimessa. Tulostus mahdollistaa myös räätälöityjen paneelien tekemisen eri ympäristöihin. Aalto-yliopistossa tutkijat etsivät nyt tapoja kaupallistaa nämä löydökset. He etsivät yhteistyökumppaneita, jotka ovat kiinnostuneita ohjelmoitavista metapinnoista, älykkäistä langattomista infrastruktuureista sekä passiivisista signaalinohjaustekniikoista.
Seuraava askel kehityksessä on ohjelmoitavat paneeleja, jotka voisivat mukautua myös ympäristön muutoksiin. Tämänhetkiset älypinnat ovat usein liian kalliita ja monimutkaisia, joten yliopiston tutkijat hakevat yksinkertaisempia tapoja tarjota joustavia paneeliratkaisuja, jotka olisivat edelleen edullisia ja käytännöllisiä.
Lisää: Metacrystals: Inversely-designed 3D-printed intelligent panels for 6G communications -artikkeli Nature Communications -tiedejulkaisussa 8.6.2026 (LINKKI),
Kuva: Mahdi Asgari / Aalto-yliopisto