Le nuove tecnologie basate su metasuperfici intelligenti promettono di trasformare radicalmente il mondo delle comunicazioni wireless. Lo studio, pubblicato su arXiv[1], esplora tre approcci emergenti: le superfici intelligenti riconfigurabili (RIS), quelle impilate tridimensionali (SIM) e le flessibili (FIM).
RIS: rendere dinamico un ambiente prima passivo
Le RIS permettono di controllare il comportamento delle onde elettromagnetiche riflettendole in modo intelligente, migliorando la copertura e riducendo i consumi. A differenza dei ripetitori tradizionali, non necessitano di circuiti RF complessi. I test mostrano risultati sorprendenti in ambienti reali, con guadagni di potenza notevoli e versatilità nell’installazione. Le evoluzioni più recenti puntano su RIS attivi e trasmissivi, estendendo la copertura in tutte le direzioni e migliorando il supporto ai sistemi MIMO.
SIM: reti neurali elettromagnetiche
Le metasuperfici impilate permettono il processamento analogico delle informazioni direttamente nello spazio libero, senza conversioni digitali. Simili a reti neurali artificiali, sfruttano strati sovrapposti di meta-atomi che modificano il comportamento delle onde in transito. I prototipi sviluppati finora hanno mostrato capacità straordinarie, dalla beamforming analogica al riconoscimento di immagini, fino alla comunicazione semantica. Con l’utilizzo di SIM, si possono ridurre i costi e i consumi dei dispositivi di trasmissione e migliorare notevolmente l’efficienza dei sistemi wireless.
FIM: superfici che si adattano al canale
Le FIM rappresentano una frontiera ancora più flessibile: possono cambiare fisicamente forma per adattarsi ai cambiamenti del canale wireless, garantendo guadagni in diversità e capacità. Realizzate con materiali deformabili e controllabili tramite attuatori elettrici o meccanici, possono essere utilizzate in scenari dinamici dove le superfici rigide falliscono. Numerosi test hanno dimostrato la loro efficacia, sia per comunicazioni multiutente che per migliorare la qualità del segnale in ambienti ad alta frequenza.
Prospettive e sfide future
Sebbene i risultati siano promettenti, restano alcune sfide aperte. Per le SIM, mancano modelli teorici completi per prevedere le prestazioni e replicare funzioni non lineari tipiche dell’IA. Per le FIM, invece, i limiti riguardano la difficoltà nel controllo preciso della forma e nella stima dei canali. Tuttavia, queste tecnologie potrebbero rendere le reti 6G non solo più potenti ma anche più intelligenti, flessibili e adattabili.
