سنسوری که از صدا نیرو می گیرد
گردو دانلود: پژوهشگران یک سنسور بدون باتری ابداع نموده اند که به امواج صوتی مانند نوع خاصی از گفتار واکنش نشان میدهد و انرژی ارتعاشی کافی برای تامین انرژی یک دستگاه الکترونیکی تولید می کند.
به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا، این سنسور جدید نه فقط اتلاف باتری را می کاهد، بلکه می تواند به دستگاه های پزشکی مانند کاشت حلزون انرژی بدهد یا ساختمان ها را از نظر عیوب نظارت کند.
به نقل از نیواطلس، ما برای تامین انرژی خیلی از مواردی که روزانه استفاده می نماییم، از تلفن های هوشمند و اسباب بازی ها گرفته تا کنترل ازراه دور و چراغ قوه، به باتری وابسته هستیم. در نتیجه، سالانه ۱۵ میلیارد باتری در سرتاسر جهان دور ریخته می شود که خیلی از آنها به محل دفن زباله فرستاده می شود.
اما حالا تعدادی از دستگاهها ممکنست دیگر نیازی به باتری و دور انداختن آن نداشته باشند برای اینکه به لطف پژوهشگران مؤسسه فناوری فدرال زوریخ، سنسوری به وجود آمده است که به هیچ چیز دیگری به جز صدا برای تغذیه نیاز ندارد.
یوهان رابرتسون(Johan Robertsson)، یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: این سنسور کاملا مکانیکی کار می کند و به منبع انرژی خارجی نیاز ندارد و بسادگی از انرژی ارتعاشی موجود در امواج صوتی استفاده می نماید.
البته فقط از امواج صوتی خاص استفاده می نماید. این سنسور توسعه یافته توسط پژوهشگران دارای قابلیت تشخیص غیرفعال گفتار است و هر زمان که کلمه خاصی گفته شود یا لحن یا صدای خاصی ایجاد شود فعال می شود.
امواج صوتی ساطع شده موجب می شود که سنسور به اندازه کافی ارتعاش پیدا کند که یک پالس الکتریکی کوچک تولید نماید که یک دستگاه الکترونیکی را روشن می کند. نمونه اولیه آن می تواند بین کلمات گفتاری «سه» و «چهار» تمایز قائل شود. از آنجا که کلمه «چهار» انرژی صوتی بیشتری نسبت به «سه» تولید می کند، موجب می شود سنسور به لرزه درآید، دستگاهی را روشن کند یا پروسه بعدی را شروع کند، در صورتیکه گفتن کلمه «سه» تأثیری ندارد.
مارک سرا گارسیا(Marc Serra-Garcia)، نویسنده همکار این مطالعه می گوید: سنسور ما کاملا از سیلیکون تشکیل شده است و مانند سنسورهای الکترونیکی معمولی فلزات سنگین سمی و خاک های کمیاب ندارد.
اما این سنسور خاصیت های تشخیص گفتار خودرا از ساختار خود به دست می آورد نه آن چه از آن تولید شده است.
پژوهشگران با بهره گیری از مدل سازی و الگوریتم های کامپیوتری، ساختار سنسور را با بهره گیری از شبکه ای از صفحات سیلیکونی یکسان طراحی کردند که با میله های کوچکی که مانند فنر عمل می کنند، به هم متصل شده اند. فنرها تعیین می کنند که آیا صدای خاصی سنسور را به حرکت در آورد یا خیر.
پژوهشگران کاربردهای بالقوه زیادی را برای سنسور بدون باتری می بینند.
می توان از آن برای نظارت بر زمین لرزه ها و ساختمان ها استفاده کرد، بطورمثال صدای خاصی را که از ترک خوردن پی ساختمان می آید، ثبت نمود. یا می توان صدای خش خش ناشی از خروج گاز را تشخیص داد و زنگ هشدار را فعال کرد.
پژوهشگران می گویند که این سنسور می تواند کاربردهای پزشکی نیز داشته باشد، مانند افرادی که کاشت حلزون شنوایی برای ناشنوایی یا کم شنوایی دارند. هم اکنون، هر ایمپلنت بسته به نوع پردازشگر صوتی مورد استفاده، به دو یا سه باتری نیاز دارد. در صورتیکه بسته به نوع فعالیتی که فرد انجام می دهد باتری های یکبار مصرف بین ۳۰ تا ۶۰ ساعت دوام خواهند داشت و نیاز به تعویض مکرر دارند.
این سنسور جدید همین طور می تواند برای اندازه گیری مداوم فشار چشم استفاده گردد. سرا گارسیا می گوید: فضای کافی در چشم برای قرار دادن سنسور با باتری وجود ندارد.
پژوهشگران قصد دارند تا سال ۲۰۲۷ یک نمونه اولیه سنسور را عرضه کنند.
گزینه های جدیدتر باید قادر به تمایز قائل شدن بین حداکثر ۱۲ کلمه مختلف، همچون دستورات استاندارد مانند «روشن»، «خاموش»، «بالا» و «پایین» باشند و در مقایسه با نمونه اولیه به اندازه کف دست، پژوهشگران برنامه ریزی می کنند که نسخه های جدیدتر کوچکتر باشند.
این مطالعه در مجله Advanced Functional Materials انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب