اینترنت نور ترکیبی باورنکردنی از روشنایی و ارتباطات

وقتی صحبت از کارایی و کیفیت به میان می آید، دیود های ساطع کننده نور (LED) MVP فناوری روشنایی امروزی هستند. تیمی از محققان چینی از بهبود های اخیر LED به عنوان سکوی پرشی برای راه اندازی یک شبکه روشنایی به هم پیوسته تر استفاده می کنند. آن ها در مطالعه خود که در ۳۰ سپتامبر ۲۰۲۲ در شبکه های هوشمند و همگرا منتشر شد، مفهوم اینترنت نور را پیشنهاد کردند که با اینترنت اشیا برای بهبود سلامت و رفاه انسان با ارائه خدمات اطلاعاتی ارتباط برقرار می کند. این محققان گفتند از آنجایی که مردم زمان بیشتری را در داخل خانه می گذرانند، کاملاً ضروری است که یک شبکه روشنایی ارائه شود که نور هوشمند را همراه با خدمات اطلاعاتی با ترکیب فناوری های اطلاعات با فناوری های ارتباطی ارائه می کند. از آنجایی که LED مبتنی بر سیلیکون است، می تواند ادغام عمیق شبکه های روشنایی با مکانیسم های کنترل الکترونیکی و هوشمند مختلف را با هزینه کم تسهیل کند. علاوه بر کنترل روشنایی، محققان حوزه های فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) امکان پذیری چیزی به نام ارتباط نور مرئی (VLC) را نشان داده اند که اطلاعات را با تعدیل شدت نور LED منتقل می کند. این شکل از ارتباط می تواند به طور همزمان از خدمات اطلاعاتی مانند محلی سازی، انتقال داده ها و حتی درمان نوری بدون ایجاد خستگی یا آسیب چشم پشتیبانی کند.

پیشرفت سریع در حوزه های مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات و علوم انسانی آن ها را برانگیخت تا ایده اینترنت نور (IoL) را به عنوان یک پلتفرم پیشنهاد کنند و عملکرد های کلیدی آن را توسعه دهند. برای ادغام IoL با شبکه های روشنایی همه جا، محققان حسگرها، ماژول های ارتباطی و واحد های پردازش هوشمند را در لامپ های LED مجزا ترکیب کردند تا یک «گره» را تشکیل دهند و فناوری های مخابراتی مانند ارتباطات powerline (PLC) و ارتباطات بی سیم ۵G را به عنوان ابزاری برای ایجاد یک «گره» انتخاب کردند.
یک شبکه حسگر IoL متشکل از گره های حسگر ویژه طراحی شده می تواند اطلاعاتی مانند شدت نور، رنگ، سطح گاز های خطرناک، اجسام متحرک و ... را جمع آوری کند.

از کاربرد های این نوع IoL می توان به خانه های سالمندان «هوشمند» اشاره کرد که می توان ساکنان آن را به دلایل ایمنی و امنیتی در آن مستقر کرد یا نشت گاز آشپزخانه را به موقع تشخیص داد. تنظیمات خودکار در شدت نور یا رنگ می تواند یک محیط راحت را با توجه به ترجیح کاربر یا به عنوان وسیله ای برای انجام درمان نوری سفارشی کند. برای تطبیق این قابلیت ها به طور موثر و کارآمد، محققان الگوریتم هایی را توسعه دادند و آزمایش های سخت افزاری را برای نشان دادن عملکرد سیستم برای تحویل داده ها با سرعت بالا انجام دادند. این شامل آزمایش با طراحی VLC هم ترازی پرتو بی درنگ است که می تواند به سرعت جهت منبع نور ساطع کننده را با توجه به موقعیت کاربر تنظیم کند.

محققان بهینه سازی منابع را تحت محدودیت های مختلف مانند خدمات ارتباطی و موقعیت مکانی برای تخصیص فرکانس ها و توان مختلف و همچنین ارتباطات و روشنایی برای برآورده کردن انواع نیاز های روشنایی از جمله شدت و یکنواختی بررسی کردند.
از آنجایی که هم خدمات ارتباطی و هم خدمات موقعیت توسط شبکه های روشنایی انجام می شود، بهینه سازی تخصیص توان بسیار مهم است. برای پشتیبانی از برنامه هایی مانند انتقال ویدئو و موقعیت یابی بلادرنگ، محققان در حال بررسی الگوریتم های زمان بندی هستند که می توانند الزامات زمان بندی دقیق ایستگاه پایه را برآورده کنند و تأخیر را به حداقل برسانند. مطالعات قبلی نشان داده اند که نور می تواند برای درمان درماتوز های خاص یا بیماری های نورودژنراتیو مورد استفاده قرار گیرد، که امکان درمان نوری غیر نفوذی را نشان می دهد. این تیم این امکان را با طراحی آزمایشی از تابش استروبوسکوپی نور با فرکانس سوسو زدن نور LED بررسی کردند.

بر اساس این مطالعه، در گام های آینده، محققان قصد دارند فناوری های فردی را در محیطی مانند یک مرکز پرستاری ادغام کنند که می تواند از سنجش هوشمند، ارتباطات و بهینه سازی تحت محدودیت های منابع بهره مند شود. ترکیب نور و محیط، یک سیستم بسیار تعاملی، پیچیده و پویا با اختلاف بسیار زیاد و تنوع زیاد برای افراد ایجاد می کند. مزایای درک بلادرنگ پاسخ آنی و اتصال بی وقفه اطلاعاتی که توسط IoL پشتیبانی می شود، مطمئناً می تواند نقش مهمی در تحقق مفهوم نورپردازی انسان محور داشته باشد.