7月2日，重庆大学黄文彬教授联合北卡罗来纳州立大学Fuh-Gwo Yuan教授在自然指数期刊《Advanced Functional Materials》（IF=19.0）上发表了题为“Conformal Signal Processing  surface-Enabled Lamb Wave Synchronous Directional Multiple Access Edge Communication”的研究成果。黄文彬与Fuh-Gwo Yuan为共同通讯作者,重庆大学博士生徐云飞为论文第一作者，重庆大学青年教师丁晓喜和硕士生张学骞为共同作者。

在深海、太空、危化品存储等密闭金属环境中，传统有线通信会破坏结构完整性，而无线电磁波则被金属屏蔽失效。Lamb波通信利用结构自身传导信号，成为理想替代方案，但长期受限于单用户、非实时传输。最新研究通过优化解码算法和边缘计算协同，有望解决多用户实时通信难题，推动智能工业系统发展。

针对上述挑战，研究团队首创性地提出了一种共形信号处理超表面赋能兰姆波同步定向多址边缘通信方案。Lamb波共形信号处理超表面将信号滤波与放大功能直接集成到物理信道中，通过在接收用户前布置特定的超表面，构建了一个“物理信号处理器”，能够精准允许特定用户的频率信号通过并将其放大，同时高效抑制用户间干扰，即特定频率Lamb波定向传输。这一设计巧妙地达成了频分复用和空分复用的双重效果，实现了近零算法解调，极大降低了对边缘端计算资源的依赖。

研究团队开发了一套双用户同步通信系统原型，并成功将两幅不同的50×50像素彩色图像实时独立地无线传输至不同位置的两个用户。实验结果表明，与传统的数字信号处理方法相比，共型信号处理超表面方案优势显著：信噪比达到20.9dB，相比传统的数字滤波和互相关算法分别提升了74.2%和36.6%，实现了零误码率的完美通信；同时，计算资源消耗最高减少92.0%，动态功耗最高减少66.7%，而解调速率则最高提升了19倍，达到72.5kbps，真正实现了边缘设备上的实时解码。

该研究成果首次利用超表面赋能物理层信号处理，成功实现了边缘实时的Lamb波多用户通信。这为未来智能工业系统中极具挑战性的信息交互难题，提供了一种可靠、低成本、低功耗的无线通信解决方案，对于推动水下探测、空间探索等领域的智能化发展具有重要意义。

该研究工作获得了国家自然科学基金重点项目52035002、面上项目52375081的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202503551