Ein Forschungsteam der Aalto-Universität in Finnland hat kürzlich eine neue passive Technologie für zukünftiges 6G demonstriert, die das Problem der „Signaltotpunkte“ im Innen- und Außenbereich ohne zusätzliche Basisstationen und elektrische Geräte deutlich verbessern soll. Forscher haben durch 3D-Druck eine dreidimensionale Strukturplatte namens „Metakristall“ erstellt. Die geometrische Struktur selbst kann Funkwellen umleiten und regulieren und so Signale, die ursprünglich blockiert oder stark gedämpft waren, in den Bereich leiten, in dem sich Benutzer und Geräte befinden.
In komplexen Umgebungen wie unterirdischen Büros, Lagerregalen, Tunneln oder großen Innenräumen war die ungleichmäßige Funksignalabdeckung schon immer ein anhaltendes Problem. Da 6G-Netze in Zukunft auf höhere Frequenzbänder umsteigen, um eine größere Datenkapazität zu übertragen, wird die Fähigkeit des Signals, Wände, Möbel und sogar Menschen zu durchdringen, weiter abnehmen, und dieses Problem wird voraussichtlich noch stärker in den Vordergrund treten. Das Team der Aalto-Universität ist davon überzeugt, dass es besser ist, „passive Strukturen“ zu verwenden, die keine Stromversorgung benötigen, um die elektromagnetische Umgebung auf physikalischer Ebene neu zu gestalten, anstatt weitere Antennen, Repeater oder aktive Netzwerkgeräte hinzuzufügen.
Berichten zufolge kann dieses 3D-gedruckte „Superkristall“-Panel an Wänden, Decken, Möbeloberflächen usw. installiert werden und ist dafür verantwortlich, drahtlose Signale um Hindernisse herumzuleiten, sie in Bereiche mit schwacher Abdeckung zu leiten oder sie auf bestimmte Benutzer und Endgeräte zu fokussieren. Im Gegensatz zu vielen „intelligenten Oberflächen“, die nur in eine Richtung oder in einem einzigen Funktionsmodus arbeiten, können diese Panels mehrere eingehende elektromagnetische Wellen gleichzeitig verarbeiten und auf mehreren Frequenzbändern zusammenarbeiten, um die Reflexion, Übertragung und sogar Absorption unerwünschter Störsignale zu unterstützen.
Das Forschungsteam wies darauf hin, dass dieser passive „Superkristall“ im Vergleich zu herkömmlichen rekonfigurierbaren intelligenten Oberflächen, die auf einer großen Anzahl einstellbarer Komponenten und komplexen Steuerungssystemen basieren, offensichtliche Vorteile hinsichtlich der Kosten und der Komplexität der Bereitstellung aufweist. Die Platten können mit herkömmlichen 3D-Druckverfahren hergestellt werden, und die Materialkosten werden voraussichtlich nur mehrere zehn Euro pro Platte betragen. Die geometrische Struktur kann für bestimmte Szenen angepasst werden, anstatt eine einheitliche Vorlage zu verwenden, um so besser zum tatsächlichen Umgebungslayout zu passen.
Mahdi Asgari, der Doktorand, der das Projekt leitete, verglich das Konzept mit „Licht mit einem Spiegel lenken“. Er sagte, wenn der Raum zu dunkel sei, könne man Lampen hinzufügen oder Spiegel anbringen, um das vorhandene Licht zu lenken; Das „Superkristall“-Panel spielt eine ähnliche Rolle wie ein „Spiegel“ in der drahtlosen Kommunikation, mit der Ausnahme, dass das Objekt zu Radiowellen wird. Anders als zuvor vorgeschlagene einschichtige Smart-Surface-Lösungen kann diese dreidimensionale Volumenstruktur mehrere einfallende Signale oder verschiedene Frequenzbänder innerhalb desselben Panels unabhängig steuern. Es gilt als wichtiger Schritt hin zu realen Kommunikationsszenario-Anwendungen.
Aus Sicht der Anwendungsaussichten ist das Forschungsteam davon überzeugt, dass Umgebungen wie Fabriken, Lagerzentren, private 5G/6G-Innennetzwerke und lange Korridore die attraktivsten Implementierungsszenarien für diese Art von passiven Panels sein werden. In diesen Räumen ist das Layout relativ stabil oder ändert sich langsam. Solange die Raumstruktur und der Gerätestandort während der Entwurfsphase vollständig verstanden werden, können Panels, die zur Umgebung passen, im Voraus angepasst werden, ohne dass nachträgliche aktive Anpassungen sowie Betrieb und Wartung erforderlich sind. Asgari ist davon überzeugt, dass für solche Szenarien optimierte passive Panels, die für ein bestimmtes Layout optimiert sind, oft günstiger, einfacher und leichter in großem Maßstab bereitzustellen sind als aktive Smart Surfaces, die eine ständige Kontrolle und Wartung erfordern.
Derzeit befindet sich diese Technologie noch in der Übergangsphase vom Labor zur realen Anwendung. Das Forschungsteam hat mit der Suche nach potenziellen Industriepartnern begonnen, darunter Unternehmen, die an programmierbaren Metaoberflächen, intelligenter drahtloser Infrastruktur und kostengünstigen passiven Signalsteuerungssystemen interessiert sind. Das Team hofft, dass in Zukunft großflächig skalierbare „intelligente drahtlose Umgebungen“ in Innenräumen und städtischen Außenbereichen in die Praxis umgesetzt werden, sodass die drahtlose Abdeckung in komplexen Räumen ebenso fein gestaltet werden kann wie die Beleuchtung.
Im nächsten Schritt plant das wissenschaftliche Forschungsteam, vom festen Design zum rekonfigurierbaren Design überzugehen und Panels zu entwickeln, die sich adaptiv anpassen können, wenn sich die drahtlose Umgebung ändert. Sie wiesen darauf hin, dass es derzeit schwierig sei, viele rekonfigurierbare intelligente Oberflächen in industriellen Szenarien populär zu machen. Ein wichtiger Grund sind die hohen Kosten, die komplexe Struktur und die hohen Wartungskosten des Steuerungssystems. Daher arbeitet das Team hart daran, eine einfachere anpassbare Struktur und einen einfacheren Herstellungsprozess zu erforschen, in der Hoffnung, die Rekonfigurierbarkeit beizubehalten und gleichzeitig die Kosten und Bereitstellungsschwellen niedrig genug zu halten, um den breiten Anwendungsanforderungen der zukünftigen 6G-Ära gerecht zu werden.
Diese Forschung wurde unter dem Titel „Metacrystals: invers gestaltete 3D-gedruckte intelligente Panels für 6G-Kommunikation“ veröffentlicht. Das Papier wurde am 8. Juni 2026 veröffentlicht und enthielt detaillierte technische Details zum zugehörigen elektromagnetischen Design und zur Leistungsüberprüfung.