Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Funkspektrumanalyse nutzt Innenohr-Vorbild

04.06.2009
Schnelle, stromsparende Analyse für kognitiven Funk

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen schnellen, sehr breitbandigen und stromsparenden Funkchip entwickelt, der sich das Hörorgan des menschlichen Innenohrs, die Cochlea, zum Vorbild nimmt.

Denn das Organ ist äußerst leistungsfähig. "Desto mehr ich mir das Ohr angesehen habe, desto klarer wurde mir, dass es praktisch ein Super-Empfänger mit 3.500 parallelen Kanälen ist", meint Rahul Sarpeshkar, Extraordinarius für Elektrotechnik und Informatik am MIT. Nach diesem Vorbild ist ein Chip entstanden, der ein breites Funkfrequenzspektrum effizient analysieren kann.

Das ist interessant für den kognitiven Funk - also intelligente Allround-Geräte, die diverse Signale von Mobilfunk über WLAN bis hin zu TV-Übertragungen empfangen und einzelne Frequenzen gezielt auswählen können.

"Die Bedeutung dieser Arbeit liegt vor allem darin, dass hier eine biologische Funktion auf die elektronische Verarbeitung hochfrequenter Signale übertragen wurde", kommentiert Erwin Hochmair, Professor am Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik der Universität Innsbruck http://www.uibk.ac.at/ionen-angewandte-physik , im Gespräch mit pressetext. Im menschlichen Ohr erzeugt Schall, der die Cochlea erreicht, mechanische Schwingungen in der Cochlea-Membran sowie der Flüssigkeit des Innenohrs und aktiviert ferner Haarzellen. Dieses Funktionsprinzip wurde am MIT mithilfe von Kondensatoren, Induktoren und Transistoren als Gegenstücke der physiologischen Elemente elektronisch umgesetzt. Während der Mensch in einem breiten Frequenzspektrum von etwa 100 bis 10.000 Hertz hören kann, dient die MIT-Entwicklung der analogen Spektrumanalyse im Frequenzbereich von 600 Megahertz bis acht Gigahertz. Die elektronische Hochfrequenz-Cochlea benötigt dazu weniger als 300 Milliwatt Leistung, so die Forscher im IEEE Journal of Solid-State Circuits.

Der Chip sei laut MIT interessant als Teil eines kognitiven Funksystems, das ein breites Frequenzspektrum empfängt und dann intelligent entscheidet, welche Bereiche tatsächlich genutzt werden. Die Spektrumanalyse benötige rund 100 Mal weniger Strom als eine direkte Digitalisierung der gesamten abgedeckten Bandbreite. "Ein wirkliches Super-Radio ist das vorerst aber noch nicht", meint allerdings Hochmaier. Beispielsweise hat die Entwicklung vorerst nur 50 Ausgabekanäle und obwohl der Chip die Frequenzbereiche einiger kommerzieller Funkanwendungen wie GSM- und UMTS-Netze, WLAN und Richtfunk abdeckt, liegen etwa Radioübertragungen oder Satelliten-TV außerhalb. Auch in einigen anderen Punkten ortet Hochmaier noch Verbesserungsbedarf. "Das bedeutet aber sicher nicht, dass entsprechende Erweiterungen nicht möglich wären", betont der Wissenschaftler. Man müsse abwarten, was die MIT-Forscher langfristig erreichen könnten.

Aber nicht nur technisch ist die Entwicklung interessant. "Wer immer nur im Funkbereich arbeitet, würde auf diese Idee ebenso wenig kommen wie jemand, der nur am Gehör arbeitet", meint Sarpeshkar. Eine Zusammenarbeit bringe neue Erkenntnisse für beide Seiten. So hat die Arbeit seines Teams neben dem Funk-Chip auch eine Analyse hervorgebracht, warum die Spektrumanaylse der Cochlea schneller funktioniert als jeder andere bekannte Algorithmus. Somit wird auch der Mechanismus des menschlichen Hörens beleuchtet.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.mit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Kompakte Rangierfelder für RJ45-Module
26.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Sicherungsklemmen für unterschiedliche Einsatzgebiete
18.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Im Spannungsfeld von Biologie und Modellierung

26.09.2017 | Veranstaltungen

Archaeopteryx, Klimawandel und Zugvögel: Deutsche Ornithologen-Gesellschaft tagt an der Uni Halle

26.09.2017 | Veranstaltungen

Unsere Arbeitswelt von morgen – Polarisierendes Thema beim 7. Unternehmertag der HNEE

26.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Europas erste Testumgebung für selbstfahrende Züge entsteht im Burgenland

26.09.2017 | Verkehr Logistik

Nerven steuern die Bakterienbesiedlung des Körpers

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit künstlicher Intelligenz zum chemischen Fingerabdruck

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie