•Notícia

El projecte Graphene-enabled Wireless Communications, presentat per un equip interdepartamental de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) i del Georgia Institute of Technology (GeorgiaTech), rebrà 120.000 dòlars per desenvolupar, en els propers mesos, antenes de grafè amb una mida de tan sols uns micròmetres i capacitat de transmetre informació a gran velocitat a distàncies molt curtes.

La proposta Graphene-enabled Wireless Communication, guardonada a través del programa SAMSUNG Global Research Outreach (GRO), té com a objectiu portar les comunicacions sense fils al terreny de les distàncies molt curtes –de no més d’un centímetre– i de gran capacitat de transmissió d'informació –desenes o centenars de gigabits per segon–, a través de les antenes de grafè. Les antenes fabricades amb aquest material podrien emetre ones electromagnètiques a la freqüència dels terahertz, que permetrien la transmissió de la informació a gran velocitat. A més, aquesta nova tecnologia d'antenes basada en el grafè permetria fabricar antenes d’una mida mil vegades inferior de les que s’utilitzen actualment, gràcies a les propietats úniques d’aquest nanomaterial.

A través del programa GRO, convocat pel Samsung Advanced Institute of Technology, l’institut avançat de recerca de l’empresa Samsung a Seül (Corea del Sud), el projecte liderat per la UPC ha rebut una dotació de 120.000 dòlars.

La primera part del projecte, en marxa des d’octubre del 2012, consisteix a assentar les bases teòriques de les comunicacions sense fils basades en antenes de grafè a distàncies curtes. Concretament, el grup analitza com es comporten les ones electromagnètiques en la freqüència dels terahertz en distàncies molt curtes, i investiga les modulacions i les codificacions de la informació que s’hi poden adaptar per oferir grans velocitats de transmissió mantenint baixos consums d’energia.

L’aplicació més immediata de les comunicacions a distàncies molt curtes i de gran velocitat és en la transmissió de dades entre els components interns d'un mateix dispositiu, com ara entre el processador i la memòria d’un telèfon mòbil o un ordinador.

El grup creu que, a mig termini, el projecte doni els seus millors fruits amb la seva aplicació per a la comunicació interna dels processadors multicore. Aquests processadors compten amb un número determinat de subprocessadors que comparteixen i executen tasques en paral·lel. L’aplicació de la comunicació sense fils en aquest àmbit obrirà les portes a integrar milers de subprocessadors dins d’un mateix processador, fet que no era viable amb els sistemes de comunicació actuals.

Els resultats del projecte permetran augmentar el rendiment computacional d’aquests dispositius. Amb aquesta millora, es podrien processar grans quantitats de dades a molt alta velocitat, la qual cosa seria molt útil per agilitzar la gestió als centres de processament de dades (els big data) que s’utilitzen, per exemple, en sistemes com Facebook o Google. A partir de resultats previs, obtinguts amb la col·laboració de les universitats de Wuppertal, d’Alemanya; el Royal Institute of Technology (KTH), de Suècia, i el GeorgiaTech, dels Estats Units, es preveu que el projecte doni els seus primers fruits a l’abril de 2013.

El seu desenvolupament es du a terme a través del NaNoNetworking Center in Catalunya (N3Cat), una xarxa formada a iniciativa d’investigadors dels Departaments d’Enginyeria Electrònica i d’Arquitectura de Computadors de la UPC, així com del GeorgiaTech. També en formen part membres del Department of Electrical and Computer Engineering de la Ohio State University (OSU), dels Estats Units; la Faculty of Electrical & Electronics Engineering de la Koç University d’Istanbul, a Turquia, i del centre de recerca i innovació Telecommunications Software & Systems Group (TSSG), a Irlanda.

Aquest equip multi-disciplinar té com a objectiu investigar i desenvolupar sistemes de comunicacions a través de la nanotecnologia o a escala nanomètrica. L’N3Cat està dirigit per Josep Solé-Pareta, professor del Departament d’Arquitectura de Computadors de la UPC, i per Ian Akyildiz, del GeorgiaTech. La direcció científica és a càrrec d’Eduard Alarcón i Albert Cabellos, dels departaments d’Enginyeria Electrònica i d’Arquitectura de Computadors de la UPC, respectivament. En el projecte també hi participen els doctorands de la UPC Sergi Abadal i Ignacio Llatser.

El projecte estarà present al Mobile World Congress 2013, del 25 al 28 de febrer a la Fira de Barcelona, juntament amb altres innovacions en tecnologia mòbil de la UPC, que promocionarà en aquest certamen les capacitats tecnològiques dels seus grups de recerca en aquest camp i les possibilitats d’aplicació a les empreses.

El projecte presentat per la UPC és una de les dues iniciatives espanyoles, juntament amb la Universitat Autònoma de Barcelona, que s'han fet un lloc en la llista de guardonats on hi ha grups procedents d’institucions de prestigi internacional com són el Massachussets Institute of Technology (MIT), la Universitat d'Oxford o la Universitat de Harvard.

El programa Samsung GRO és un concurs anual de propostes de recerca obert a totes les universitats del món, el qual busca projectes innovadors que generin un gran impacte científic i que puguin ser rellevants en una de les 15 àrees que engloba el concurs, que van des de l’enginyeria biomèdica, les TIC aplicades a la medicina i l’energia, fins a la connexió compartida a Internet de nova generació i interconnexions, àrea en la que s’ha presentat el projecte de la UPC.

A través d’aquest programa, Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) recull i avalua totes les idees presentades en funció de la seva novetat. Per aquest programa Samsung utilitza un model de patrocini anomenat Gift que consisteix en la inversió, per part de l’empresa, d’una donació econòmica a diversos grups de recerca, amb l’objectiu de desenvolupar patents conjuntes. En l’àmbit internacional hi ha poques empreses que duen a terme aquesta modalitat de patrocini i entre elles es troben, a més de Samsung, Google, Intel i Cisco Systems.

Enguany, 86 propostes han estat seleccionades i premiades amb una dotació d’entre 50.000 i 100.000 dòlars, destinada a finançar cada projecte durant un any i amb la possibilitat d’allargar la col·laboració fins a tres anys. Per cada projecte, la companyia Samsung atorga, a més, un 20% de l’import del gift a la institució becada, que se suma a la donació inicial.

Actualment la UPC participa activament en diversos projectes de grafè, un camp de recerca emergent ràpidament, sobretot des de que l’any 2010 els físics russos Andre Geim i Konstantin Novoselov van rebre el Premi Nobel de Física pels seus innovadors experiments amb aquest nanomaterial.

El grafè és un nanomaterial d’un àtom de gruix que s’obté de les làmines de grafit. La revolució d’aquest material ha arribat de la mà del descobriment dels Premi Nobel de Física, que l ‘any 2004 van aconseguir aïllar-lo de tal manera que van obtenir mostres molt petites de grafè pur. Això va obrir les portes a l’estudi de les potencials aplicacions tecnològiques d’aquest material, gràcies a les seves propietats de gran resistència mecànica, transparència i una elevadíssima conductivitat elèctrica.