Communications en lumière visible (VLC), et les communications optiques en général, a attiré l'intérêt du professeur Marcos Katz lorsque lui et son équipe ont démontré pour la première fois en 2017 un réseau sans fil hybride reconfigurable exploitant les technologies VLC et radio. Le réseau est passé en toute transparence de la radio à l'optique, ou vice versa, selon l'état des canaux, informations contextuelles, politiques locales et autres.

"VLC est une grande technologie complémentaire à la radio, " dit Katz. " Ses avantages uniques incluent une sécurité et une confidentialité élevées, aucun problème de compatibilité électromagnétique, prise en charge des débits de données élevés, toutes les caractéristiques clés nécessaires pour la 6G. » Ces caractéristiques sont utiles dans ses dernières communications de défi de recherche à travers les tissus biologiques.

L'équipe de Katz a récemment démontré comment la lumière peut être utilisée pour transmettre des données vers et depuis des dispositifs intra-corporels tels que des implants. "Nous utilisons la lumière proche infrarouge pour transmettre des données à travers les tissus biologiques, " dit Katz. " A ces longueurs d'onde, la propagation de la lumière à l'intérieur des biotissus est plus favorable, bien que la transmission de données à travers les biotissus soit très difficile."

Avec le banc d'essai, l'équipe peut utiliser différents types de paramètres tels que les schémas de modulation et la puissance de transmission. "Nous avons réalisé toutes les expériences avec des fantômes optiques fabriqués artificiellement ainsi que de vrais os et des échantillons de viande fraîche, " Katz dit. " Les fantômes optiques utilisés dans les expériences ont été développés ici à l'Université d'Oulu. " Actuellement, il n'est pas prévu de mesures in vivo, mais l'équipe se conforme strictement aux réglementations définissant la puissance lumineuse maximale autorisée par millimètre carré dans les tissus humains.

Récemment, certains auteurs ont proposé l'utilisation de la lumière pour des liaisons très courtes, de l'ordre de quelques millimètres, par exemple pour les communications avec des appareils sous la peau. « Nous avons démontré par des expériences que nous pouvons augmenter considérablement la portée jusqu'à plusieurs centimètres, permettant des communications avec des dispositifs profondément implantés ainsi qu'entre des dispositifs intra-corporels, " dit Katz. Il prévoit que la communication directe entre les dispositifs implantés et les dispositifs hors du corps est également possible, même lorsque ces nœuds sont à quelques mètres du corps.

Alors que les premiers résultats montrent des vitesses de données de plusieurs dizaines de kbps, l'utilisation de structures multi-sources/récepteurs telles que MIMO et des schémas de modulation avancés peut augmenter considérablement la vitesse. Il est également possible d'utiliser des communications pulsées pour augmenter la portée de communication dans le tissu. La lumière présente également l'avantage majeur de pouvoir être utilisée sans se soucier de l'exposition aux radiofréquences et de la vie privée, dit Katz. Précédemment, les communications radio ont principalement été utilisées pour transférer des informations vers des dispositifs implantés.

Des tiers ou des utilisateurs malveillants peuvent, en principe, brouiller les liaisons de communication, écouter les signaux, et accéder aux appareils. Des recherches récentes montrent également que les stimulateurs cardiaques et les défibrillateurs commerciaux peuvent être piratés, ce qui a finalement conduit à des rappels massifs d'appareils. Communications basées sur la lumière, d'autre part, est local ce qui empêche pratiquement les tentatives de piratage à distance, Katz fait remarquer.

L'équipe améliore continuellement la configuration de mesure. Les capacités à venir incluent un contrôle précis de la température des échantillons. « Nous prévoyons de poursuivre des mesures approfondies pour pouvoir caractériser les tissus biologiques en tant que support de communication sans fil, " dit Katz. " Sur la base des résultats, nous pourrons développer des modèles de canaux et concevoir des émetteurs et des récepteurs optimisés pour le canal. Nous prévoyons également de comparer les communications radio et optiques dans les biotissus. »

Katz a un objectif clair à long terme. "À l'avenir, nous serons en mesure d'effectuer des fonctions TIC médicales clés telles que des diagnostics, traitement, Communication sans fil, Activation, inhibition et surveillance des activités cellulaires et autres en exploitant un système unique et hautement sécurisé basé sur la lumière, " dit Katz. " Une fois que nous comprenons les biotissus comme moyen de transmission, nous pouvons concevoir une chaîne de communication complète adaptée."