La Universidad Politécnica de Cataluña y Samsung están desarrollando microantenas basadas en el grafeno. Algunas de las aplicaciones previstas son las comunicaciones entre procesadores dentro de un mismo chip y la creación de redes de nano-sensores sin hilos.
Samsung apuesta por un proyecto liderado por la UPC para desarrollar microantenas basadas en el grafeno. Es una de las dos iniciativas españolas seleccionadas en el marco del programa Samsung Global Research Outreach (GRO), que financia este año 86 proyectos de en todo el mundo.
Algunas de las aplicaciones previstas son las comunicaciones entre procesadores dentro de un mismo chip y la creación de redes de nano-sensores sin hilos. Esta será una de las propuestas tecnológicas que la UPC promocionará en el Mobile World Congress 2013, que tiene lugar del 25 al 28 de febrero en Barcelona, según informa la UPC en una nota de prensa.
El proyecto Graphene-enabled Wireless Communications, presentado por un equipo interdepartamental de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) y del Georgia Institute of Technology (GeorgiaTech), recibirá 120.000 dólares para desarrollar, en los próximos meses, antenas de grafeno con un tamaño de apenas unos micrómetros y capacidad de transmitir información a gran velocidad a distancias muy cortas.
La propuesta Graphene-enabled Wireless Communication, galardonada a través del programa SAMSUNG Global Research Outreach (GRO), tiene como objetivo llevar las comunicaciones inalámbricas al terreno de las distancias muy cortas —de no más de un centímetro— y de gran capacidad de transmisión de información —decenas o centenares de gigabits por segundo—, a través de las antenas de grafeno. Las antenas fabricadas con este material podrían emitir ondas electromagnéticas a la frecuencia de los terahertz, que permitirían la transmisión de la información a gran velocidad.
Además, esta nueva tecnología de antenas basada en grafeno permitiría fabricar antenas de tamaño mil veces inferior de las que actualmente se utilizan, gracias a las propiedades únicas de este nanomaterial.
A través del programa GRO, convocado por el Samsung Advanced Institute of Technology, el instituto avanzado de investigación de la empresa Samsung en Seúl (Corea del Sur), el proyecto liderado por la UPC ha recibido una dotación de 120.000 dólares.
Mejorar la comunicación interna de los procesadores
La primera parte del proyecto, en marcha desde octubre de 2012, consiste en poner las bases teóricas de las comunicaciones sin hilos basadas en antenas de grafeno a distancias cortas. Concretamente, el grupo analiza cómo se comportan las ondas electromagnéticas en la frecuencia de los terahercios en distancias muy cortas, e investiga las modulaciones y las codificaciones de la información que se pueden adaptar para ofrecer grandes velocidades de transmisión manteniendo bajos consumos de energía.
La aplicación más inmediata de las comunicaciones a distancias muy cortas y de gran velocidad es en la transmisión de datos entre los componentes internos de un mismo dispositivo, como por ejemplo entre el procesador y la memoria de un teléfono móvil o de un ordenador.
El grupo cree que, a medio plazo, el proyecto dé sus mejores frutos en su aplicación para la comunicación interna de los procesadores multicore. Estos procesadores cuentan con un número determinado de subprocesadores que comparten y ejecutan tareas en paralelo. La aplicación de la comunicación inalámbrica en este ámbito abrirá sus puertas a integrar miles de subprocesadores dentro de un mismo procesador, lo que no era viable con los sistemas de comunicación actuales.
Los resultados del proyecto permitirán aumentar el rendimiento computacional de estos dispositivos. Con esta mejora, se podrían procesar grandes cantidades de datos a muy alta velocidad, lo que sería muy útil para agilizar la gestión en los centros de procesamiento de datos (los big data) que se utilizan, por ejemplo, en sistemas como Facebook o Google. A partir de resultados previos, obtenidos con la colaboración de las universidades de Wuppertal, de Alemania; el Royal Institute of Technology (KTH), de Suecia, y el GeorgiaTech, de Estados Unidos, se prevé que el proyecto dé sus primeros frutos en abril de 2013.
Su desarrollo se lleva a cabo a través NaNoNetworking Center in Catalunya (N3Cat), una red formada a iniciativa de investigadores de los Departamentos de Ingeniería Electrónica y de Arquitectura de Computadores de la UPC, así como del GeorgiaTech. También forman parte miembros del Department of Electrical and Computer Engineering Ohio State University (OSU), de Estados Unidos; la Faculty of Electrical & Electronics Engineering de la Koç University de Estamul, en Turquia, y del centro de investigación e innovación Telecommunications Software & Systems Group (TSSG), en Irlanda.
Este equipo multi-disciplinar tiene como objectivo investigar y desarrollar sistemas de comunicaciones a través de la nanotecnología o a escala nanométrica. El N3Cat está dirigido por Josep Solé-Pareta, profesor del Departamento de Arquitectura de Computadores de la UPC, y por Ian Akyildiz, del GeorgiaTech. La dirección científica está a cargo de Eduard Alarcón y Albert Cabellos, de los departamentos de Ingeniería Electrónica y de Arquitectura de Computadores de la UPC, respectivamente. En el proyecto también participan los doctorandos de la UPC Sergi Abadal e Ignacio Llatser.
El proyecto está presente en el Mobile World Congress 2013, del 25 al 28 de febrero en la Fira de Barcelona, junto con otras innovaciones en tecnología móvil de la UPC, que promocionará en este certamen las capacidades tecnológicas de sus grupos de investigación en este campo y las posibilidades de aplicación de esta tecnología a las empresas.
El programa Samsung Global Research Outreach (GRO)
El proyecto presentado por la UPC es una de las dos iniciativas españolas, junto con la Universitat Autònoma de Barcelona, que se han hecho lugar un en una lista de galardonados en la que figuran grupos procedentes de instituciones de prestigio internacional como el Massachussets Institute of Technology (MIT), la Universidad de Oxford o la Universidad de Harvard.
El programa Samsung GRO es un concurso anual de propuestas de investigación abierto a todas las universidades del mundo, que busca proyectos innovadores que generen un gran impacto científico y que puedan ser relevantes en una de las 15 áreas que engloba el concurso, que van desde la ingeniería biomédica, las TIC aplicadas a la medicina y la energía, a la conexión compartida en Internet de nueva generación e interconexiones, área en la que se ha presentado el proyecto de la UPC.
A través de este programa, el Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) recoge y evalúa todas las ideas presentadas en función de su novedad. A través de este programa, Samsung utiliza un modelo de patrocinio llamado Gift que consiste en la inversión, por parte de la empresa, de una donación económica a varios grupos de investigación, para desarrollar patentes conjuntas. En el ámbito internacional, hay pocas empresas que lleven a cabo esta modalidad de patrocinio y entre ellas se encuentran, además de Samsung, Google, Intel y Cisco Systems.
Este año, 86 propuestas han sido seleccionadas y premiadas con una dotación de entre 50.000 y 100.000 dólares, destinada a financiar cada proyecto durante un año y con la posibilidad de alargar la colaboración hasta tres años más. Por cada proyecto, la compañía Samsung otorga, además, un 20% del importe del gift a la institución becada, que se suma a la donación inicial.
Puntera en grafeno
Actualmente la UPC participa activamente en varios proyectos vinculados al grafeno, un campo de investigación emergente, sobre todo desde que en el 2010 los físicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov recibieron el Premio Nobel de Física por sus innovadores experimentos con este nanomaterial.
El grafeno es un nanomaterial de un átomo de grosor que se obtiene de las láminas de grafito. La revolución de este material ha llegado de la mano del descubrimiento de los Premio Nobel de Física, que en el año 2004 lograron aislarlo de tal manera que obtuvieron muestras muy pequeñas de grafeno puro. Este hecho abre la puerta al estudio de las potenciales aplicaciones tecnológicas de este material, gracias a sus propiedades de gran resistencia mecánica, transparencia y una elevadísima conductividad eléctrica.
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