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研究亮点

技术视角:烹饪微波热分布的解决方案


门在空微波炉上打开

信用卡:盖蒂图像

微波爆米花和WiFi网络之间是什么常见的?它们都需要微波信号,频率约为2.45GHz。实际上,在无线网络社区的研究表明,在打开时,微波炉可以和附近的WiFi网络干扰并降低他们的吞吐量。值得庆幸的是,在过去的二十年中,微波炉的屏蔽已经改进,WiFi网络在战斗干扰方面变得更聪明。因此,微波炉和WiFi之间的空域竞争似乎是来自一个过去的时代,直到最近,当微波炉卷起到无线和移动网络社区。

令人惊讶的是,这次,微波炉没有回来干扰WiFi网络。相反,研究人员弄清楚了一种方法来编程微波炉,更均匀地热。当微波炉出现不均匀的加热,煮熟或过度煮熟时,我们都有所有面对的情况。微波炉设计师试图通过使用转盘和将反射器放置在烤箱内的反射器来打击这一点,以便在更均匀地加热食物时分配微波能量。然而,当待膳食结合不同类型的食物(蔬菜,米饭,肉类)时,这些方法本质上是有限的,每种食物(蔬菜,米饭,肉类),每一个都需要不同的时间来预热而不燃烧或过度挖掘。

那么无线研究如何帮助?在过去的二十年中,通过使用软件定义的无线电来说,无线网络社区在理解WiFi网络的物理层方面取得了重要进步。这种理解导致了高效的解决方案,该解决方案使其成为最先进的WiFi标准,包括WiFi 6(802.11AX)。这些改进的许多改进是由WiFi发送器和接收器交换关于无线信道的信息的能力,从而通过反馈机制(具体地,通过共享信道状态信息来驱动吞吐量增益。将其对比,对没有反馈机制的微波炉,并且仍然盲目地在烤箱中的食物盲目地操作。


通过测量各个小灯的发光量及其分布,微波炉可以自动感测热梯度并控制转盘以更均匀地加热食物。


以下纸张通过向微波加热通过作者称为软件定义的烹饪来进行类似的反馈机制,通过向微波加热进行令人兴奋的飞跃。在该技术的核心,能够直接测量微波炉中不同区域的热量的能力,并将这些信息馈回转盘控制器。为此,作者在转盘上放置一系列微小的霓虹灯;这些灯泡使用微波发出的电磁能量和呈与这种能量成比例的电源。通过测量在这些微小灯中的每一个上的发光量及其分布,微波炉可以自动感测热梯度并控制其转盘,以更均匀的热食物。建立在这一核心思想中的作者,以实现一种系统,即使霓虹灯相对于外部相机在非视线中,也可以监测温度梯度。他们证明了如何根据配方使用它们的技术更均匀地热食物或热量的不同地区。

虽然在Moonshot在Moonshot Ideage这样的挑战中,如本文提出的那样,但作者呈现出令人兴奋的方向,以关闭微波炉加热的环路。它还打开了采用无线网络的各种复杂技术的大门 - 例如MIMO波束成形,预编码和感应到软件定义的烹饪。也许未来的微波炉甚至可以熔断来自烤箱内的天线和相机的感测信息,以执行高度复杂的食谱。目前,当您阅读本文时,我邀请您仔细咀嚼一袋爆米花,并设想无线网络的学习如何帮助改善微波炉的设计。

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作者

Fadel Adib.是MIT,Cambridge,MA,美国MIT的副教授,以及Doherty椅子在海洋利用和信号动力学研究组的创始总监。

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脚注

查看随附的论文,访问doi.acm.org/10.1145/3491196


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