Resumo

• Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine criaram um transceptor sem fio que atinge 120 Gb/s, 24 vezes mais rápido que o 5G mmWave.
• Tecnologia utiliza chip de silício de 22 nanômetros, reduzindo consumo de energia para 230 miliwatts e facilitando produção em massa.
• No entanto, a principal limitação é o alcance de sinal, que é muito menor que o 5G mmWave.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine (EUA) desenvolveram um dispositivo de transmissão sem fio capaz de transmitir dados a 120 gigabits por segundo (Gb/s), que equivale a cerca de 15 gigabytes por segundo (GB/s). A velocidade é 24 vezes superior à do 5G mmWave e se aproxima das conexões de fibra óptica usadas em data centers, que geralmente operam a 100 Gb/s.

Para chegar a esse número, vale lembrar que um byte equivale a oito bits. Essa velocidade permitiria baixar cerca de três filmes em qualidade 4K (dependendo do nível de compressão dos arquivos) em um segundo, ou baixar um jogo pesado de 130 GB, como Black Myth: Wukong, em menos de nove segundos.

O equipamento desenvolvido pelos pesquisadores trabalha na faixa de 140 GHz e supera em larga margem as tecnologias sem fio disponíveis no mercado.

O Wi-Fi 7 atinge teoricamente até 30 Gb/s, enquanto o 5G mmWave chega a 5 Gb/s. A título de comparação, o 5G brasileiro, o mais rápido da América Latina, atinge velocidade média de 430,8 Mb/s. O novo transceptor opera a 15 GB/s, cerca de 277 vezes mais rápido que a melhor rede comercial do país.

O estudo foi publicado em dois artigos no periódico IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC).

Como a tecnologia funciona?

A equipe liderada pelo pesquisador Zisong Wang substituiu os conversores digitais-analógicos (DAC) tradicionais por três sub-transmissores sincronizados, o que reduz drasticamente o consumo de energia.

O diferencial está no processamento analógico. O transceptor realiza operações complexas no domínio analógico, ao invés do digital, o que permite que o chip consuma apenas 230 miliwatts. Um DAC convencional capaz de processar 120 Gb/s demandaria vários watts de potência.

Segundo o diretor do Laboratório de Circuitos Integrados de Comunicação em Nanoescala da UC Irvine, Payam Heydari, se fossem usados métodos tradicionais, a bateria de dispositivos móveis de próxima geração duraria minutos.

O chip é fabricado em silício com processo de 22 nanômetros, usando tecnologia de silício sobre isolante totalmente depletado. Esse processo é mais simples que os nós de 2 nanômetros ou 18 A usados por empresas como TSMC e Samsung, o que facilita a produção em massa e reduz custos.

Além disso, os pesquisadores destacam que a tecnologia pode substituir quilômetros de cabos em data centers, reduzindo custos de instalação e operação em ambientes com servidores.

Quais são as limitações da tecnologia?

A principal restrição está no alcance do sinal. O 5G mmWave atual, que opera a até 71 GHz, já tem alcance limitado a cerca de 300 metros. Como o novo transceptor opera em frequências ainda mais altas (140 GHz), o raio de cobertura tende a ser menor.

Wang comentou ao Tom’s Hardware que a Comissão Federal de Comunicações dos Estados Unidos e os órgãos responsáveis pelos padrões 6G estão analisando o espectro de 100 GHz como a nova fronteira para comunicações sem fio.

No entanto, para adoção em larga escala, será necessário desenvolver métodos de extensão de alcance e gerenciamento de interferências, além de integrar o sistema às redes já existentes. Ou seja: sem inovações que melhorem o alcance do sinal, as cidades ficariam repletas de estações base de alta velocidade, tornando inviável.

Pesquisadores criam transceptor sem fio 24 vezes mais rápido que 5G

A startup Buzz Solutions, da StartX, de Stanford (Califórnia), acaba de lançar sua solução de IA para ajudar as companhias elétricas a detectar, de maneira mais rápida, linhas de energia e falhas na rede elétrica para que os reparos possam ser feitos antes do início dos incêndios. A plataforma exclusiva utiliza inteligência artificial e tecnologia de visão mecânica para analisar milhões de imagens de linhas de alta tensão e torres de drones, helicópteros e aeronaves para encontrar falhas perigosas, além de vegetação exagerada, dentro e ao redor da infraestrutura da rede para ajudar as concessionárias a identificar áreas problemáticas e repará-las antes que um incêndio comece. LEIA MAIS: Forbes promove primeiro webinar sobre Saúde Mental nas empresas. Participe O sistema pode fazer a análise pela metade do custo e a um tempo menor em comparação aos humanos, em um período de horas a dias, não meses a anos. O Departamento de Silvicultura e Proteção contra Incêndios da Califórnia determinou que as linhas de transmissão da PG&E foram as culpadas pelo enorme incêndio de Kincade em Sonoma, na Califórnia, no ano passado. Problemas de linhas de alta tensão e equipamentos vêm sendo a causa dos incêndios florestais mais recentes, e a temporada de incêndios florestais começou novamente. Detectar falhas nos equipamentos da rede elétrica de maneira rápida, à medida que o clima fica mais quente e com mais ventos, pode ajudar as companhias a salvar vidas e economizar bilhões de dólares. A Buzz Solutions já possui pilotos sendo treinados nas principais empresas de serviços públicos do país. Atualmente, as empresas de energia revisam o status das linhas de energia todos os anos, colaborando com outras organizações para capturar milhões de imagens de linhas de energia, torres e vegetação circundante com o auxílio de drones, helicópteros e aeronaves. O processamento das imagens leva de seis a oito meses e envolve técnicos e engenheiros que mapeiam manualmente todos os dados juntos, procurando por culpados e falhas, sinalizando-os para uma inspeção pessoal. No entanto, durante o processo, as linhas podem ser interrompidas, causando incêndios florestais e forçando o desligamento ou causando impactos maiores. CONFIRA: Forbes elege as empresas mais promissoras em inteligência artificial Por outro lado, a IA da Buzz Solutions e a tecnologia de visão mecânica revisam as imagens de inspeção capturadas por tais ferramentas variadas que são armazenadas na nuvem. A IA analisa as imagens através de seus algoritmos proprietários para detectar falhas em todos os principais componentes das linhas de transmissão e distribuição. O algoritmo também procura áreas onde a vegetação pode estar invadindo o equipamento e apresentando risco de incêndio. Essa análise é feita em horas ou dias, pela metade do custo do processo tradicional. As companhias podem tomar medidas para avaliar as imagens sinalizadas e reparar ou substituir o equipamento antes que causem incêndio. “É definitivamente hora de avançar usando a IA para reduzir a ameaça de incêndio. Acreditamos que a indústria de serviços elétricos está pronta para utilizar uma abordagem melhor para manter seus equipamentos em boas condições de funcionamento e pessoas e propriedades seguras”, disse Kaitlyn Albertoli, cofundadora e CEO da Buzz Solutions. A Buzz Solutions também fornece modelos e análise preventivas a partir de dados históricos, dados de ativos e falhas e dados meteorológicos para determinar com antecedência onde falhas e áreas de alto risco provavelmente ocorrerão no futuro. “Nossa visão é usar tecnologia inovadora para proteger nossa infraestrutura elétrica e meio ambiente hoje e ajudar a prever onde os problemas surgirão no futuro. Isso é ainda mais importante uma vez que somos seriamente afetados pelas mudanças climáticas”, acrescentou Vikhyat Chaudhry, cofundador e CTO, COO da Buzz Solutions. De acordo com autoridades da região, o verdadeiro custo dos incêndios florestais nos Estados Unidos é mais complicado e envolve mais dinheiro do que se poderia pensar. Existem custos diretos de combate ao fogo e perdas diretas a partir do fogo, fumaça e água, além de custos de reabilitação, custos indiretos e alguns custos adicionais incomuns. VEJA TAMBÉM: Insitro arrecada US$ 143 milhões para unir biologia e inteligência artificial Os custos com incêndios são quantificados com mais facilidade quando há impactos imediatos e diretos. A categoria inclui gastos federais, estaduais e locais. Esses custos, por sua vez, podem ser divididos em gastos com aviação, motores, equipes de combate a incêndios e agentes pessoais. Além dos gastos de eliminação do incêndio, outras despesas diretas incluem perdas de propriedades privadas (seguradas e não seguradas), danos às linhas de serviços elétricos, danos às instalações de lazer, perda de recursos da madeira e ajuda aos moradores que tiveram que deixar a área. A maioria desses custos acontecem durante ou imediatamente após o incêndio. Os custos imediatos de reabilitação de emergência são realizados nos dias, semanas e meses após o incêndio e são claramente relacionados ao próprio incêndio. Os gastos de reabilitação a longo prazo são mais difíceis de quantificar. As bacias hidrográficas danificadas podem levar muitos anos para se recuperar e exigir atividades de restauração significativas. Inundações após o incêndio podem causar danos adicionais à paisagem já prejudicada, e os impactos subsequentes podem incluir um aumento de espécies invasoras e forte erosão do solo. Os custos indiretos de incêndios florestais incluem taxas tributárias perdidas, como impostos sobre vendas e municípios, além de impostos comerciais e perdas de propriedades que se acumulam ao longo do tempo. Por exemplo, propriedades que escapam aos danos causados ​​pelo fogo ainda podem sofrer desvalorização à medida que a área se recupera. Tais custos indiretos, às vezes, são rotulados como custos de impacto. Gastos adicionais, às vezes chamados de custos especiais, abrangem discussões como o valor de uma vida humana. Enquanto a EPA coloca o valor de uma vida humana em US$ 7 milhões, o setor de saúde paga uma média de US$ 316 mil ao longo de uma vida média, considerado por eles como um valor médio de uma vida humana na América. VEJA: Por que o programa de inteligência artificial GPT-3 é incrível, mas superestimado A perda de vidas humanas, problemas contínuos de saúde para jovens e idosos com sistemas respiratório ou imunológico fracos e cuidados de saúde mental se enquadram nessa categoria, mas raramente são quantificados. A extensa perda de beleza estética e cênica, a existência da vida da natureza e outras também são difíceis de quantificar. A síntese de estudos de caso revela uma quantidade de custos totais de incêndios florestais entre 2 e 30 vezes maiores que os custos de supressão relatados. Portanto, o enorme incêndio Kincade, que queimou 78 mil acres e causou a evacuação de 200 mil pessoas, custou US$ 725 milhões, provavelmente custará muitos bilhões de dólares quando tudo tiver realmente acabado. Essa é uma área em que a tecnologia realmente faz a diferença, e a nova solução de IA é uma parte importante disso. 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