Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố bước tiến mới trong lĩnh vực 6G khi phát triển thành công một hệ thống siêu bề mặt điện từ (metasurface) có khả năng điều khiển đường đi của sóng vô tuyến như một "tấm gương thông minh".
Công nghệ này không chỉ giúp loại bỏ các vùng mất sóng, tăng tốc độ truyền dữ liệu mà còn có thể phát hiện và theo dõi chuyển động của con người, phương tiện cũng như vật thể, kể cả trong các môi trường phức tạp như hầm mỏ dưới lòng đất.
Thành tựu này đã giành Huy chương Vàng tại Triển lãm Quốc tế về Phát minh Geneva 2026, một trong những sự kiện đổi mới sáng tạo lâu đời và uy tín nhất thế giới.
Hệ thống 6G biến bức tường thành "ăng-ten thông minh"
Công nghệ mới có tên Distributed Integrated Sensing and Communication Metasurface (DISACM), tạm dịch là Siêu bề mặt tích hợp phân tán giữa cảm biến và truyền thông.
Theo nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Đông Nam (Southeast University) ở Nam Kinh, DISACM sử dụng các bề mặt thông minh có thể tái cấu hình (Intelligent Reconfigurable Surface - IRS) để chủ động điều khiển hướng lan truyền của sóng điện từ.
Khác với mạng không dây truyền thống - nơi tường, cột bê tông hay các công trình xây dựng thường làm suy giảm hoặc chặn tín hiệu - DISACM phủ lên các bề mặt này một lớp vật liệu điện từ nhân tạo đặc biệt.
Khi sóng vô tuyến va vào lớp vật liệu này, thay vì phản xạ ngẫu nhiên, toàn bộ bề mặt sẽ điều chỉnh góc phản xạ theo thời gian thực, đưa tín hiệu vòng qua vật cản đến đúng khu vực cần phủ sóng.
Nói cách khác, bức tường có thể trở thành một "ăng-ten thông minh" hỗ trợ mạng 6G.
Vừa truyền dữ liệu vừa hoạt động như radar
Điểm đặc biệt của DISACM là toàn bộ quá trình điều khiển sóng cũng đồng thời đóng vai trò như một hệ thống cảm biến.
Khi con người hoặc phương tiện di chuyển, các sóng điện từ phản xạ sẽ thay đổi rất nhỏ. Hệ thống sử dụng thuật toán để phân tích những thay đổi này và xác định: vị trí mục tiêu; tốc độ di chuyển; hướng chuyển động; trạng thái của đối tượng.
Điều này cho phép cùng một hạ tầng vừa cung cấp kết nối Internet tốc độ cao, vừa thực hiện giám sát môi trường mà không cần lắp đặt thêm radar hay camera chuyên dụng.
Tăng tốc Internet lên tới 400 Mbps
Trong thử nghiệm mô phỏng đô thị thông minh, nhóm nghiên cứu lắp nối tiếp 10 mô-đun DISACM trên mặt ngoài của một tòa nhà.
Kết quả cho thấy: cường độ tín hiệu tham chiếu (RSRP) tại các vùng chết tăng từ 10-20 dB; tốc độ truyền dữ liệu đạt khoảng 400 Mbps; đồng thời hệ thống vẫn thực hiện được việc thống kê lưu lượng người qua lại và cảm biến môi trường.
Theo các nhà nghiên cứu, đây là một trong những minh chứng đầu tiên cho thấy mạng 6G trong tương lai có thể kết hợp truyền thông và cảm biến trên cùng một nền tảng phần cứng.
Theo dõi người trong hầm mỏ với sai số dưới 10 cm
Một trong những ứng dụng được đánh giá có giá trị nhất là tại các mỏ khai thác dưới lòng đất.
Hầm mỏ vốn là nơi tín hiệu vô tuyến thường bị chặn hoàn toàn bởi đá và kim loại, khiến việc liên lạc và định vị công nhân gặp nhiều khó khăn.
Trong các thử nghiệm tại đường hầm khai thác, các mô-đun DISACM được gắn trực tiếp lên tường.
Kết quả cho thấy hệ thống: nâng tín hiệu ở vùng mất sóng thêm khoảng 20 dB; xác định vị trí người và thiết bị với sai số dưới 10 cm; hỗ trợ theo dõi thời gian thực phục vụ cứu hộ và cảnh báo an toàn.
Nhờ tích hợp nhiều chức năng trong cùng một nền tảng, DISACM có thể giảm đáng kể chi phí đầu tư cho các hệ thống giám sát riêng biệt.
Công nghệ do những người tiên phong về siêu vật liệu phát triển
Dự án được dẫn dắt bởi Giáo sư Cheng Qiang cùng Viện sĩ Cui Tiejun, một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới về siêu vật liệu thông tin (information metamaterials).
Năm 2014, nhóm của ông Cui là những người đầu tiên đề xuất khái niệm sử dụng siêu vật liệu số hóa để điều khiển sóng điện từ, mở ra hướng nghiên cứu hoàn toàn mới trong lĩnh vực viễn thông và điện từ học.
Theo giới nghiên cứu, DISACM là bước phát triển tiếp theo của ý tưởng này khi đưa khả năng điều khiển sóng từ phòng thí nghiệm tiến gần hơn đến ứng dụng thực tế trong mạng 6G.
Trung Quốc tiếp tục tăng tốc cuộc đua 6G
Trong vài năm gần đây, Trung Quốc liên tục đầu tư mạnh vào công nghệ 6G.
Theo Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) và nhiều tổ chức nghiên cứu quốc tế, tiêu chuẩn 6G dự kiến chỉ được hoàn thiện vào khoảng năm 2030, nhưng các cường quốc như Trung Quốc, Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản và Liên minh châu Âu đều đã triển khai hàng loạt chương trình nghiên cứu quy mô lớn.
Trung Quốc hiện được đánh giá là một trong những quốc gia nắm giữ số lượng bằng sáng chế 6G lớn nhất thế giới. Trước đó, nước này từng phóng vệ tinh thử nghiệm 6G, phát triển các nền tảng truyền thông terahertz và nhiều hệ thống cảm biến tích hợp phục vụ mạng thế hệ tiếp theo.
Các chuyên gia nhận định, thay vì chỉ tập trung tăng tốc độ truyền dữ liệu, 6G sẽ hướng tới mô hình Integrated Sensing and Communication (ISAC) - kết hợp truyền thông, định vị và cảm biến trên cùng một hạ tầng. DISACM được xem là một trong những ví dụ tiêu biểu cho xu hướng này.
Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ vẫn cần trải qua thêm nhiều thử nghiệm thực địa trước khi có thể thương mại hóa trên quy mô lớn. Tuy nhiên, nếu được triển khai thành công, DISACM có thể trở thành nền tảng quan trọng cho các thành phố thông minh, xe tự hành, robot công nghiệp, khai thác mỏ thông minh cũng như mạng 6G trong tương lai.
Theo SCMP
