Južnokorejski istraživači su došli do otkrića koje omogućava bežičnu komunikaciju ispod površine Zemlje, što je značajno odstupanje od njihovog tradicionalnog fokusa na zemaljske komunikacione sisteme. Ovakav razvoj događaja otvara nove puteve za potvrđivanje preživljavanja pojedinaca zarobljenih zbog nesreća kao što je rušenje rudnika tokom spasilačkih operacija.
Istraživački institut za elektroniku i telekomunikacije (ETRI) saopštio je da su uspešno razvili prvu u svetu „Tehnologiju komunikacijskog jezgra podzemnog magnetnog polja“. Koristeći predajnu antenu prečnika 1 metar i prijemnu antenu od nekoliko centimetara, institut je uspeo da u rudniku šalje i prima glasovni signal kapaciteta do 40 metara ispod površine Zemlje.
Uobičajena mudrost je smatrala da je bežična komunikacija u složenim podzemnim okruženjima rudnika praktično nemoguća zbog slabljenja signala. Međutim, ETRI je prevazišao ove prepreke razvojem novog komunikacionog sistema koji koristi jedinstvene granične uslove magnetnih polja unutar medija. Rezultat je uspešan prenos kapaciteta na nivou govornih podataka u rudniku gde je stabilna komunikacija ranije bila neizvodljiva.
Istraživački tim je smanjio veličinu svoje predajne antene na 1 metar, u suprotnosti sa antenama od desetina metara koje su korišćene u prethodnim međunarodnim istraživanjima. Sistem takođe sadrži male prijemne senzore zasnovane na magnetnoj indukciji, sa dimenzijama reda centimetara.
Prema istraživačima, novorazvijene antene za prenos i prijem funkcionišu slično pristupnoj tački (AP), u suštini služeći kao bazna stanica koja povezuje površinu i podzemlje. Stoga se očekuje da kada se instaliraju uređaji za prenos na površini i prijemni uređaji pod zemljom, pojedinci koji čekaju spas mogu komunicirati preko ličnih uređaja poput mobilnih telefona, povezanih na ove antene.
Uspešan test komunikacije sproveden je na udaljenosti od 40 metara unutar rudnika sastavljenog od krečnjačke stene. Tim je objasnio da su koristili veoma uski niskofrekventni opseg od 20 kHz, umesto opsega MHz ili GHz koji se obično koristi u opštoj bežičnoj komunikaciji. Ovaj frekventni opseg je izabran da minimizira gubitak materijala u podzemnom ili podvodnom okruženju i da odgovara veličini antena. Brzina prenosa podataka za glasovne signale je održavana na oko 4 kbps, što je dovoljno za osnovnu dvosmernu komunikaciju.
U mraku lavirinta podzemnih rudnika, koji podsećaju na kompleksnost kolonije mrava, istraživači su pokazali sposobnost da direktno prenose podatke na udaljenosti od 40 metara između različitih nivoa.
Ova uspešna primena komunikacije magnetnog polja obećava da će doneti značajne promene u industriji podzemnog rudarstva. Posebno se očekuje da će ova tehnologija ponuditi pouzdan način komunikacije tokom vanrednih situacija kao što su rušenja rudnika, podzemni požari i drugi scenariji katastrofe koji obično remete konvencionalne komunikacione sisteme.
ETRI je naglasio da će komunikacioni sistemi magnetnog polja održavati veze između rudara i spasilačkih timova tokom nesreća, olakšavajući tako bolje koordinisane spasilačke napore. Tehnologija se takođe smatra sredstvom za smanjenje vremena reagovanja u hitnim slučajevima i za poboljšanje bezbednosnih mera.
Pored toga, prošle godine su uspešno izveli podvodne komunikacije do dubine od 40 metara u slatkovodnim regionima kao što su reke i potoci.
Štaviše, institut je završio aplikacije za patente za ključne tehnologije, uključujući primopredajnike, povezane antene, modeme, tehnologiju prenosa proširenja propusnog opsega i minijaturizovane senzore magnetnog polja.
In-kui Cho iz ETRI-ja, direktor Odjela za istraživanje osnovnih tehnologija EM Vave-a, rekao je: „Sproveli smo uspješna ispitivanja komunikacije između prvog i drugog sloja podzemnih rudnika koristeći komunikacione sisteme magnetnog polja. Ovo u velikoj mjeri smanjuje vjerovatnoću prekida komunikacione mreže uzrokovane rudnik se ruši“.
Seung-keun Park Assistane, potpredsednik Odeljenja za istraživanje radija u ETRI, takođe je izrazio da se osim rudarstva očekuje da komunikacija magnetnog polja ima širok uticaj na različite sektore. „Očekuje se da će ova tehnologija biti revolucionarni način pouzdane komunikacije u složenim i nepredvidivim okruženjima poput podzemne izgradnje, tunela i iskopavanja okeana“, rekao je on.
Istraživački tim je obezbedio solidnu evidenciju, uključujući 10 radova objavljenih u časopisima indeksiranim SCI i 12 međunarodnih prijava patenata. Njihov rad je predstavljen na 20. godišnjoj IEEE međunarodnoj konferenciji o sensingu, komunikaciji i umrežavanju (SECON 2023), održanoj 12. septembra 2023.
ETRI koncentriše svoja istraživanja na prevazilaženje ograničenja materijala za razmnožavanje u ekstremnim uslovima kao što su podvodno i podzemno okruženje. U saradnji sa industrijskim partnerima, oni imaju za cilj dalji razvoj ove tehnologije za velike udaljenosti i minijaturizovane sisteme koji prelaze 100 metara.
Istraživači predviđaju da će ovo otkriće ponuditi efikasna komunikaciona rešenja ne samo u slučaju rušenja rudnika, već iu drugim podzemnim strukturama kao što su gasovodi i naftovodi, doprinoseći povećanju bezbednosnih mera tokom različitih vanrednih situacija.
