Esplorare il potenziale dei metamateriali nelle reti wireless
La connettività wireless costituisce la spina dorsale della società moderna, consentendoci di comunicare, accedere alle informazioni ed effettuare transazioni finanziarie. «Nell’ultimo decennio le reti wireless sono progredite a un ritmo notevole», osserva Stefano Buzzi, coordinatore del progetto META WIRELESS(si apre in una nuova finestra) della Università di Cassino e del Lazio Meridionale(si apre in una nuova finestra). «Con l’avvento dell'era 6G, la connettività non si limiterà a collegare le persone a Internet, ma creerà servizi completamente nuovi che consentiranno l’innovazione, il benessere della società e la crescita economica.»
Il futuro delle reti 6G
Il progetto META WIRELESS, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra) e coordinato dal Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni(si apre in una nuova finestra), si proponeva di esplorare applicazioni pratiche nel contesto delle future reti 6G. «Nell’estate del 2019, il settore delle comunicazioni wireless stava entrando in una nuova ed entusiasmante fase», spiega l’autore. «I metamateriali - e in particolare le superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) - avevano appena iniziato a essere considerati come tecnologie trasformative per modellare e controllare l’ambiente radio. Volevamo indagare sul loro potenziale». I metamateriali(si apre in una nuova finestra) possono essere utilizzati per rivestire oggetti o distribuiti sulle facciate degli edifici, consentendo di personalizzare le risposte elettromagnetiche di un ambiente wireless. Il progetto ha anche cercato di costruire capacità formando una nuova generazione di ricercatori in grado di far progredire questo campo. META WIRELESS ha reclutato 15 laureati di talento provenienti da tutto il mondo e li ha iscritti a un programma di dottorato strutturato e multidisciplinare ospitato da importanti istituzioni europee. Il progetto è stato organizzato su due pilastri complementari: obiettivi di ricerca tecnica e obiettivi di formazione dedicata. Sul fronte della ricerca, l’attenzione si è concentrata sull’esplorazione del potenziale delle RIS e dei metamateriali nelle reti wireless. Il programma di formazione comprendeva workshop sull’integrità della ricerca, la scrittura scientifica, la redazione di brevetti e l’imprenditorialità.
Creare vantaggi con la tecnologia RIS
Un successo fondamentale del progetto è stato lo sviluppo di un simulatore(si apre in una nuova finestra) open-source per i sistemi wireless alimentati dalle RIS, che ha fornito alla comunità di ricerca una piattaforma comune per testare e confrontare nuove idee. Le basi teoriche delle RIS sono state costruite anche attraverso la creazione di modelli matematici più raffinati. Sono stati sviluppati prototipi hardware, colmando il divario tra modelli e pratica. «Con il progredire del progetto, il campo di ricerca stesso si è evoluto rapidamente», afferma il ricercatore. «Oggi l’attenzione si è spostata verso architetture RIS avanzate, come le RIS oltre-diagonali, le metasuperfici intelligenti impilate e le RIS attive. Questi concetti non erano stati previsti quando abbiamo redatto la proposta nel 2019, ma sono stati studiati a fondo». Altrettanto importante è stata l’identificazione di casi d’uso rilevanti in cui la tecnologia RIS può fornire chiari vantaggi. «Spiccano due direzioni promettenti», aggiunge l’esperto. «Il primo è l’uso delle RIS in scenari interni di grandi dimensioni, come aeroporti, centri commerciali o stabilimenti industriali, dove possono estendere la copertura e migliorare la connettività senza la necessità di effettuare ampi aggiornamenti dell’infrastruttura. La seconda è la loro integrazione nei sistemi di antenna per creare architetture ibride avanzate».
Stimolare l’interesse della ricerca sulle RIS
Il progetto META WIRELESS è stato fondamentale per stimolare l’interesse della ricerca in questo campo. «Dal lancio del progetto, la ricerca sulle RIS è cresciuta in modo esponenziale», afferma. «META WIRELESS ha contribuito a guidare quest’onda». Altrettanto significativa, secondo Buzzi, è stata l’eredità umana. I giovani ricercatori coinvolti lavorano ora nell’industria o nel mondo accademico come ricercatori post-dottorato, e la maggior parte di essi rimane in Europa. «Diversi beneficiari hanno ripreso a collaborare a iniziative successive, tra cui i progetti INTEGRATE e ISLANDS», aggiunge. «Questa integrazione di talenti e la promozione di legami umani a lungo termine potrebbero essere il risultato più duraturo del progetto».
