اینترنت نور ترکیبی باورنکردنی از روشنایی و ارتباطات

وقتی صحبت از کارایی و کیفیت به میان می‌آید، دیود‌های ساطع کننده نور (LED) MVP فناوری روشنایی امروزی هستند. تیمی از محققان چینی از بهبود‌های اخیر LED به عنوان سکوی پرشی برای راه اندازی یک شبکه روشنایی به هم پیوسته‌تر استفاده می‌کنند. آن‌ها در مطالعه خود که در ۳۰ سپتامبر ۲۰۲۲ در شبکه‌های 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 می‌کند. این محققان گفتند از آنجایی که مردم زمان بیشتری را در داخل خانه می‌گذرانند، کاملاً ضروری است که یک شبکه روشنایی ارائه شود که نور هوشمند را همراه با خدمات اطلاعاتی با ترکیب فناوری‌های اطلاعات با فناوری‌های ارتباطی ارائه می‌کند. از آنجایی که LED مبتنی بر سیلیکون است، می‌تواند ادغام عمیق شبکه‌های روشنایی با مکانیسم‌های کنترل الکترونیکی و هوشمند مختلف را با هزینه کم تسهیل کند. علاوه بر کنترل روشنایی، محققان حوزه‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) امکان‌پذیری چیزی به نام ارتباط نور مرئی (VLC) را نشان داده‌اند که اطلاعات را با تعدیل شدت نور LED منتقل می‌کند. این شکل از ارتباط می‌تواند به طور همزمان از خدمات اطلاعاتی مانند محلی‌سازی، انتقال داده‌ها و حتی درمان نوری بدون ایجاد خستگی یا آسیب چشم پشتیبانی کند.

پیشرفت سریع در حوزه‌های مرتبط با فناوری اطلاعات و ارتباطات و علوم انسانی آن‌ها را برانگیخت تا ایده اینترنت نور (IoL) را به عنوان یک پلتفرم پیشنهاد کنند و عملکرد‌های کلیدی آن را توسعه دهند. برای ادغام IoL با شبکه‌های روشنایی همه‌جا، محققان حسگرها، ماژول‌های ارتباطی و واحد‌های پردازش هوشمند را در لامپ‌های LED مجزا ترکیب کردند تا یک «گره» را تشکیل دهند و فناوری‌های مخابراتی مانند ارتباطات powerline (PLC) و ارتباطات بی‌سیم ۵G را به عنوان ابزاری برای ایجاد یک «گره» انتخاب کردند.
یک شبکه حسگر IoL متشکل از گره‌های حسگر ویژه طراحی شده می‌تواند اطلاعاتی مانند شدت نور، رنگ، سطح گاز‌های خطرناک، اجسام متحرک و ... را جمع آوری کند.

از کاربرد‌های این نوع IoL می‌توان به خانه‌های سالمندان «هوشمند» اشاره کرد که می‌توان 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 می‌تواند یک محیط راحت را با توجه به ترجیح کاربر یا به عنوان وسیله‌ای برای انجام درمان نوری سفارشی کند. برای تطبیق این قابلیت‌ها به طور موثر و کارآمد، محققان الگوریتم‌هایی را توسعه دادند و آزمایش‌های سخت افزاری را برای نشان دادن عملکرد سیستم برای تحویل داده‌ها با سرعت بالا انجام دادند. این شامل آزمایش با طراحی VLC هم‌ترازی پرتو بی‌درنگ است که می‌تواند به سرعت جهت منبع نور ساطع‌کننده را با توجه به موقعیت کاربر تنظیم کند.

محققان بهینه‌سازی منابع را تحت محدودیت‌های مختلف مانند خدمات ارتباطی و موقعیت مکانی برای تخصیص فرکانس‌ها و توان مختلف و همچنین ارتباطات و روشنایی برای برآورده کردن انواع نیاز‌های روشنایی از جمله شدت و یکنواختی بررسی کردند.
از آنجایی که هم خدمات ارتباطی و هم خدمات موقعیت توسط شبکه‌های روشنایی انجام می‌شود، بهینه‌سازی تخصیص توان بسیار مهم است. برای پشتیبانی از برنامه‌هایی مانند انتقال ویدئو و موقعیت‌یابی بلادرنگ، محققان در حال بررسی الگوریتم‌های زمان‌بندی هستند که می‌توانند الزامات زمان‌بندی دقیق ایستگاه پایه را برآورده کنند و تأخیر را به حداقل برسانند. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که نور می‌تواند برای درمان درماتوز‌های خاص یا بیماری‌های نورودژنراتیو مورد استفاده قرار گیرد، که امکان درمان نوری غیر نفوذی را نشان می‌دهد. 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 گام‌های آینده، محققان قصد دارند فناوری‌های فردی را در محیطی مانند یک مرکز پرستاری ادغام کنند که می‌تواند از سنجش هوشمند، ارتباطات و بهینه‌سازی تحت محدودیت‌های منابع بهره‌مند شود. ترکیب نور و محیط، یک سیستم بسیار تعاملی، پیچیده و پویا با اختلاف بسیار زیاد و تنوع زیاد برای افراد ایجاد می‌کند. مزایای درک بلادرنگ پاسخ آنی و اتصال بی‌وقفه اطلاعاتی که توسط IoL پشتیبانی می‌شود، مطمئناً می‌تواند نقش مهمی در تحقق مفهوم نورپردازی انسان محور داشته باشد.