Best Paper Award per il Tunneling Tag del materano Francesco Amato al Georgia Institute of Technology di Atlanta

13 Aprile, 2019 07:56 |
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L’aumento esponenziale registrato nell’ultimo decennio di dispositivi e sensori radio-trasmittenti comporta un onere energetico che potrebbe presto diventare insostenibile. L’accademia e l’industria delle comunicazioni wireless mirano allo sviluppo di nuovi sistemi elettronici che consumino poca potenza e che funzionino senza batterie. In questo contesto, la tecnologia wireless, nota come RFID (Radio Frequency IDentification), può giocare un ruolo importante poiché in grado di creare ponti radio tra ricetrasmettitori e sensori wireless senza che questi ultimi montino delle batterie. Sebbene strutturalmente meno complessi, più economici e a più basso consumo energetico delle loro controparti (WiFi e Bluetooth), i sensori RFID hanno un raggio di comunicazione limitato: infatti, ad oggi, si possono raggiungere solo pochi metri di ricetrasmissione.
Sono state queste premesse che hanno motivato la ricerca di dottorato in Electrical and Computer Engineering del materano Francesco Amato presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta. Obiettivo del suo lavoro è stato quello di migliorare le distanze di comunicazione dei sensori RFID mantenendo la semplicità strutturale inalterata e il consumo energetico basso. La soluzione esplorata si è basata sull’uso di un dispositivo forse misconosciuto e, per motivi storici e limiti tecnologici, quasi abbandonato: il diodo tunnel.
Questo fu scoperto in Giappone dal Dr. Leo Esaki nel 1957 e valse al ricercatore il premio Nobel per aver dimostrato l’esistenza di un fenomeno fisico (l’effetto tunnel), previsto dalla teoria della meccanica quantistica ma, fino ad allora, mai osservato. Esso, in particolari condizioni, può comportarsi da amplificatore di segnali elettromagnetici. Durante il suo lavoro Francesco Amato ha realizzato il Tunneling Tag: un sensore che, attraverso le abilità amplificative del diodo tunnel, è in grado di superare i limiti di copertura dell’attuale tecnologia RFID. Alla realizzazione dei primi prototipi sono seguiti una serie di misurazioni che mi hanno permesso di validarne il funzionamento raggiungendo distanze di comunicazione superiori alle centinaia di metri e, in particolari condizioni, di superare il chilometro. Il tutto mantenendo un bassissimo consumo energetico ed una certa semplicità progettuale.
Numerose sono le potenzialità applicative del Tunneling Tag. Le lunghe distanze di comunicazione a basso consumo di potenza possono essere sfruttate nell’agricoltura di precisione per monitorare estesi terreni agricoli. Inoltre, le abilità del Tunneling Tag di
amplificare segnali elettromagnetici possono essere usate dalla medicina di precisione per sensori epidermici o impiantabili che stanno ridefinendo la medicina moderna. Infine, il Tunneling Tag potrebbe giocare un ruolo chiave per l’integrazione della tecnologia RFID nella
futura infrastruttura 5G. I risultati ottenuti sono stati recentemente riconosciuti dall’organizzazione industriale AIM (Advancing Identification Matters) con il Clive Hohberger Technology Award durante la fiera RFID Journal Live tenutasi a Phoenix (Arizona) nell’aprile 2019.
Sebbene promettente, il Tunneling Tag non è ancora pronto per la commercializzazione su larga scala. Tuttavia, durante il congresso IEEE International Conference on RFID tenutosi anch’esso a Phoenix in aprile, abbiamo dimostrato (assieme al Mr. Qi Cheng e al Prof. Gregory Durgin) la possibilità di utilizzare il Tunneling Tag nel settore automotive per il tracciamento a lunga distanza di droni, automobili o altri oggetti in movimento. A tali risultati, che vanno a validare ulteriormente il potenziale del Tunneling Tag, è stato assegnato il Best Paper Award.

Francesco Amato

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