Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Air Quality Monitoring Exploiting Massive Multiple-Input Multiple-Output Antennas

Alternativ tittel: Luftkvalitetsovervåkning med å Utnytte Massive Mulitple-Input - Multiple-Output Antenner

Tildelt: kr 12,0 mill.

I dag er luftforurensning en av de største helsefarene med anslagsvis 7 millioner mennesker drept hvert år og påvirker helsen til mange. Hvert minutt dør ett barn på grunn av sykdom forårsaket av luftforurensning og ti voksne dør på grunn av forurenset luft som inhaleres i løpet av livet. 92% av verdens befolkning bor på steder der luftkvalitetsnivået overstiger eksponeringsgrensene. Disse fakta burde få oss til å stoppe og tenke så stor innvirkning! Likevel er målinger av luftforurensning begrenset i store deler av verden. Gjeldende løsninger bygger på distribusjon av millioner av sensorer for overvåking av store områder, noe som kan være dyrt å implementere. Som et resultat har de ikke blitt implementert mange steder i verden. Det er dermed et presserende behov for en ny overvåkingsteknologi som enkelt kan implementeres for å håndtere den globale luftforurensningen. Dette prosjektet møte dette behovet ved å utforske et nytt luftkvalitetsovervåkningsparadigme ved bruk av 5G (og utover) massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) antenner for samtidig sansing av flere forurensninger ved hjelp av nye materialer distribuert på antenneoverflatene. Ideen er å bruke skreddersydde sansing nanomaterialer på antenneelementets overflater som hver er rettet mot en spesifikk analytt ved bruk av et Molecularly Imprinted Polymer lag over et meget ledende 2D transduction nanomateriallag. Dette kan muliggjøre massiv MIMO med ekstra sansemuligheter uten å påvirke dens primære funksjonalitet. Konseptet kan også utvides for sansing av andre analytter, for eksempel farlige biokjemiske midler, luftbårne bakterier og virus, og analytter i væsker. Massiv MIMO vil være hovedfunksjonen for fremtidige mobilnett, om få år vil den bli distribuert overalt. Dermed vil prosjektet, hvis det lykkes, kan muliggjøre massiv overvåking av luftkvalitet ved høy romlig oppløsning uten å distribuere millioner av sensorer. Dette vil revolusjonere måten luftkvalitetsovervåking utføres over hele verden.

This project explores a new air quality monitoring paradigm utilizing the fifth generation (5G) massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) antenna infrastructure to simultaneously sense multiple pollutants using novel sensing materials deployed on the antenna surfaces. The idea is to deploy case-tailored sensing nanomaterials on the antenna element surfaces with each targeting a specific analyte using a Molecular Imprinting Polymer (MIP) layer grown above a highly conductive 2D transduction nanomaterial layer. The MIP functionalized transduction nanomaterial over the antenna surface could act as tunable impedance with the impedance value determined by the presence of the target molecules. Sensing is done by monitoring the changes in the impedances between the antenna elements and the load termination in the adaptive impedance matching network. The proposed concept could enable massive MIMO antenna system with an additional sensing functionality without affecting its primary functionalities. By properly designing the physico-chemical composition of the sensing materials, the impedance can be made to respond in a specific way to target pollutants concentrations, which can be decoupled from other mismatch sources using machine learning techniques. The approach is applicable for any multi-antenna system where the antenna elements (same or all) can be functionalized to target a specific pollutant. The ambition is to create a new generation of dual functionality massive MIMO antenna system that is used not only for wireless operations, but also have a secondary functionality of multi-pollutant sensing. The concept can also be extended to apply for other environmental analytes such as hazardous chemical/biological agents, airborne bacteria and viruses as well as for fluidic analytes (utilizing microfluidics). If successful, the project will revolutionize air quality monitoring enabling a cost-effective sensing of multiple pollutants using massive MIMO antenna systems.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek