Daug signalų, vienas lustas

Žmogaus ausis yra veiksmingos inžinerijos stebuklas – naudodama labai mažai energijos, ji gali aptikti stulbinančiai platų dažnių diapazoną. Įkvėpti šio meistriškumo, MIT inžinieriai sukūrė greitą, ypač plačiajuostį, mažos galios radijo lustą, kuris galėtų būti naudojamas belaidžiuose įrenginiuose, galinčiuose priimti daugybę skirtingų signalų.

Stovi šalia The RF cochlea, mažos galios ultraplačiajuosčio radijo lustas, pritvirtinamas prie antenos, kad gautų įvairius signalus.

Elektros inžinerijos ir kompiuterių mokslo docentas Rahul Sarpeshkar ‘90 ir jo absolventas Soumyajit Mandal, SM ‘04, sukūrė lustą, imituojantį vidinę ausį arba sraigę. Lustas atskiria radijo signalus į atskirus dažnius greičiau nei bet kuris kitas žmogaus sukurtas spektro analizatorius ir veikia daug mažesne galia. Tradiciniai radijo lustai, galintys tai padaryti, sunaudotų per daug energijos, kad būtų praktiški.

Ši istorija buvo mūsų 2009 m. liepos mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Sraigė greitai gauna bendrą vaizdą apie tai, kas vyksta garso spektre, sako Sarpeshkar. Kuo daugiau ėmiau žiūrėti į ausį, tuo labiau supratau, kad tai tarsi super radijas su 3500 lygiagrečių kanalų.

Tyrėjai aprašo savo naują lustą, kurį pavadino radijo dažnio (RF) sraigė, publikuotame IEEE kietojo kūno grandinių žurnalo birželio numeryje. Jie taip pat pateikė patentą dėl universalios radijo architektūros, kuri naudoja RF sraigę, kad apdorotų platų spektrą signalų, įskaitant tuos, kurie perduodami daugumoje komercinių belaidžių programų.

Biologinėje sraigėje garso bangos paverčiamos mechaninėmis bangomis, sklindančiomis palei kochlearinę membraną ir vidinės ausies skystį, aktyvindamos plaukų ląsteles, kurios siunčia elektrinius signalus į smegenis. RF sraigėje, kuri yra įtaisyta ant 1,5 x 3 milimetrų dydžio silicio lusto, elektromagnetinės bangos sklinda per elektroninius induktorius ir kondensatorius, imituojančius biologinį skystį ir membraną, o elektroniniai tranzistoriai atlieka plaukų ląstelių vaidmenį. Tačiau nors žmogaus ausis gali suvokti nuo 100 iki 10 000 hercų dažnius, RF sraigės diapazonas siekia nuo 600 megahercų iki 8 gigahercų, apimantis mobiliojo telefono, interneto, radijo ir televizijos signalus.

Ne tik inžinieriaus, bet ir biologijos studento išsilavinimas, Sarpeshkaras su savo grupe MIT Elektronikos tyrimų laboratorijoje dažnai semiasi įkvėpimo kurdamas elektroninius prietaisus iš gamtos. Jis sako, kad inžinieriai gali daug išmokti tyrinėdami biologines sistemas, kurios vystėsi per šimtus milijonų metų, kad galėtų labai efektyviai atlikti sensorines ir motorines užduotis aplinkoje, kurioje triukšmingi konkuruojantys signalai.

Nors turime nueiti ilgą kelią, kol mūsų išradimai sėkmingai konkuruos su išradimais gamtoje, Sarpeshkar sako, kad galime išgauti intelektinius gamtos išteklius, kad sukurtume žmonėms naudingus prietaisus.

paslėpti