ابداع سیگار الکترونیکی مجهز به هوش مصنوعی

ابداع سیگار الکترونیکی مجهز به هوش مصنوعی

733 403 نوفن حامی البرز

 

یک شرکت تولیدکننده سیگار‌های الکترونیکی، به دنبال استفاده از فناوری‌ نوظهور هوش مصنوعی برای کمک به ترک سیگار است.
یکی از معضلات قدیمی و به ظاهر حل‌نشدنی بشر، مصرف سیگار و دخانیات از سوی بسیاری از مردم است. امروزه بالغ بر ۱۰۰ میلیون نفر در سراسر جهان، به کسب‌وکار در این صنعت مشغول بوده و برآورد می‌شود که گردش مالی سیگار، در حدود ۳۳۰ میلیارد دلار در سال است. در این میان، عوارض کشیدن سیگار، نه تنها مصرف‌کنندگان که اطرافیان آن‌ها را هم درگیر خود می‌کند. بنا بر گزارش سازمان بهداشت جهانی، سالانه هشت میلیون نفر بر اثر مصرف سیگار فوت می‌کنند، در حالی‌که بسیاری از آن‌ها، خودشان هیچ‌گاه سیگار نکشیده‌اند.

یک شرکت تولیدکننده سیگار‌های الکترونیکی، به دنبال استفاده از فناوری‌های نوظهور برای کمک به ترک سیگار است. بنا بر پتنت جدید به ثبت رسیده توسط شرکت «جوول» (Juul)، دستگاه ابداعی مجهز به فناوری هوش مصنوعی بوده و با محدود کردن مصرف روزانه نیکوتین، به کاربران کمک می‌کند تا به تدریج اقدام به ترک سیگار کنند.

بسیاری از شرکت‌های فناور، در تلاش برای یافتن راهی کارآمد جهت ترک سیگار هستند. «جوول»، یکی از این شرکت‌ها است که با تولید و عرضه سیگار‌های الکترونیکی، به مصرف‌کنندگان سیگار کمک می‌کند تا عوارض بهداشتی مصرف نیکوتین را به حداقل برسانند. این شرکت، در آخرین نوآوری خود، استفاده از هوش مصنوعی برای کاهش تدریجی نیکوتین مصرفی را در دستور کار خود قرار داده است. درخواست جدید این شرکت که در اواخر ژوئن ۲۰۱۹ در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسیده و به تازگی با شماره «US۲۰۱۹۰۳۸۷۷۹۶» انتشار یافته است، دستگاهی منحصربه‌فرد را توصیف می‌کند.
دستگاه ابداعی «جوول»، قادر به جایگزینی نیکوتین با یک محصول مشابه و غیر نیکوتینی مانند اسید سیتریک است. در این سیگار الکترونیکی، یک کنترل‌کننده نیکوتین تعبیه شده که با استفاده از یادگیری ماشین (تعداد پک‌هایی که کاربر به سیگار می‌زند و میزان فعالیت بخارساز (Vaporizer) سیگار)، توانایی تنظیم میزان تحویل نیکوتین را دارد. فناوری یاد شده، به منظور نظارت بر رفتار کاربر در استفاده از نیکوتین و میزان تمایل وی، از یادگیری ماشین استفاده کرده و با کاهش تدریجی نیکوتین و جایگزینی آن با اسید سیتریک (به نحوی‌که مصرف‌کننده با چالش جدی مواجه نشود)، ترک سیگار میسر می‌کند.

شرکت «جوول»، پس از ثبت اختراع و سایر اقدامات محافظتی از نوآوری خود، بازاریابی محصول را با تمرکز بر نوجوانان آغاز کرده و با انتقاداتی نیز مواجه شده است. برای مثال، دادستان کل نیویورک، با تأکید بر این‌که تبلیغات این شرکت فریبنده بوده و خطرات سلامتی و بهداشتی سیگار را کمرنگ جلوه می‌دهد، خبر از شکایت رسمی مدعی‌العموم علیه آن داده است.

گفتنی است که دستگاه پیشنهادی، توانایی اتصال به تلفن همراه هوشمند را داشته و از این طریق، تعیین می‌کند که چند مرتبه از سیگار استفاده شده و هر بار، چه میزان نیکوتین توسط فرد استعمال شده است. بر این اساس، با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین، تعیین می‌گردد که چگونه و در چه زمانی، می‌توان محصول غیر نیکوتینی را جایگزین کرده و اعتیاد به مواد شیمیایی را از بین برد.

وی در این خصوص اظهار کرده است: «تبلیغات فریبنده این شرکت، بحرانی جدی در بهداشت عمومی به همراه داشته، به‌طوری‌که بسیاری از جوانان نیویورکی و سرتاسر کشور، به محصولاتش معتاد شده‌اند». جالب است که سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA)، اخیراً دستور به جمع‌آوری کارتریج‌های سیگار الکترونیکی طعم‌دار داده که بیشتر مورد علاقه نوجوانان است. باید دید که با این هجمه‌های انتقادی، سرانجام این نوآوری منحصربه‌فرد چه خواهد شد.

محققان موفق به تولید کاتدهای غنی از لیتیوم شدند که در ساخت باتریهای با چگالی بالا به کار می رود.

محدثه راستگوی دیلمی، دانش آموخته گرایش شیمی کاربردی مجری طرح «تهیه و بررسی کاتدهای غنی از لیتیم برپایه اکسید لیتیم منگنز نیکل کبالت و پوشش‌های اکسید فلزی جهت استفاده در باتری های لیتیم-یون » گفت:امروزه به دنبال گرم شدن کره‌ی زمین و آب شدن یخ‌های قطبی که در پی استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی و نشر گازهای گلخانه‌ای به اتمسفر رخ داده است، توجه به پیدایش روش‌ها و طراحی سیستم‌های نوین به منظور تولید و ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی بیش از گذشته حائز اهمیت شده است.

وی افزود: به همین دلیل استفاده از انرژی های تجدید پذیر مانند باد، خورشید، زیست توده و امواج دریا به منظور تولید انرژی الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است.

به گفته وی از طرفی طراحی یک سیستم قدرتمند که بتواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند و در مکان و زمان مناسب عرضه کند، امکان این را فراهم می‌آورد که بسیاری از مشکلات و نیازهای بشر در زمینه حمل و نقل، پزشکی، هوافضا و ارتباطات برطرف شود.

وی با بیان اینکه یکی از مهم‌ترین باتری‌هایی که به طور گسترده‌ای در زندگی روزمره بشر کاربرد دارند، باتری‌های شارژپذیر لیتیم-یون هستند گفت: باتریهای لیتیم-یون به علت چگالی انرژی بالایشان به طور گسترده‌ای در تجهیزات الکترونیکی قابل حمل مانند دوربینها، تلفنهای بی سیم، لپ تاپها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.

وی ادامه داد: همچنین باتری های لیتیوم یون در تجهیزات الکتریکی در صنعت حمل و نقل مانند خودروهای الکتریکی هیبریدی کاربرد دارند و در شبکه های هوشمند نیز به منظور ذخیره سازی انرژی الکتریکی و جلوگیری از نوسانات برق از باتریهای لیتیم-یون استفاده می شود.

دیلمی خاطر نشان کرد: بسیاری از محققان به منظور بهبود عملکرد باتری‌های لیتیم-یون، تحقیقات گسترده‌ای را بر روی الکترود کاتدی آنها انجام داده‌اند و تاکنون نیز این تحقیقات ادامه دارد. به دلیل آنکه الکترود کاتدی یکی از کلیدی‌ترین اجزای باتری‌های لیتیم-یون است که نقش بسزایی را در عملکرد الکتروشیمیایی باتری‌های مذکور بویژه چگالی انرژی و توان آنها ایفا می‌کند.

وی افزود: از طرفی نزدیک به ۲۵ درصد از قیمت باتری‌های لیتیم-یون را ترکیبات الکترود کاتدی تشکیل می‌دهند. از این رو معرفی ماده‌ی کاتدی با عملکرد الکتروشیمیایی خوب از جمله ظرفیت الکتروشیمیای زیاد، ولتاژ بالا، پایداری سیکلی زیاد، بازده کولمبی بالا و عملکرد سرعتی خوب و همچنین قیمت ارزان می‌تواند گامی موثر برای تولید باتری‌های لیتیم-یون به منظور کاربردهای تجاری باشد.

وی افزود: اخیرا، ترکیبات لایه‌ای غنی از لیتیم با فرمول مولکولی Li۱.۲Mn۰.۵۴Ni۰.۱۳Co۰.۱۳O۲ به عنوان ماده‌ی کاتدی برای باتری‌های شارژپذیر لیتیم-یون مطرح شده‌اند. از جمله مزایای ترکیبات کاتدی غنی از لیتیم می‌توان به ظرفیت الکتروشیمیایی بالا و ولتاژ بالای آنها اشاره کرد که این امر منجر به ایجاد چگالی انرژی بالا می‌شود. علاوه بر این در ترکیب مذکور مقدار یون‌های منگنز بیشتر از کبالت و نیکل است که منجر به قیمت ارزان‌تر و سمیت کمتر ترکیب می‌شود.

وی تاکید کرد: این ترکیبات مشکلاتی از جمله ظرفیت الکتروشیمیایی برگشت‌ناپذیر در سیکل اول، عملکرد سرعتی ضعیف و پایداری گرمایی کم را دارند.
وی با بیان اینکه یکی از پراهمیت‌ترین روش‌ها به منظور کاهش دادن ظرفیت الکتروشیمیای برگشت‌ناپذیر در ترکیبات کاتدی غنی از لیتیم، استفاده از پوشش‌های کارآمد بر روی سطح ذرات کاتدی است، گفت: پوشش‌های اعمال شده می‌توانند به طور قابل توجهی از واکنش‌های جانبی که بین سطح الکترود و الکترولیت رخ می‌دهد، جلوگیری کند به شرط آنکه پوشش‌های مذکور از پایداری شیمیایی و الکتروشیمیایی بالایی در محیط الکترولیت مورد استفاده برخوردار باشند.

وی با اشاره به پروژه خود در دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: در این پروژه، ابتدا مورفولوژی‌های متنوعی از این ترکیب با استفاده از روش هیدرو/سالوترمال تهیه شدند.

وی ادامه داد: آنالیزهای ساختاری و الکتروشیمیایی تایید کرد که حلال گلیسرول منجر به تولید ذرات کاتدی با ریخت‌شناسی مناسب می‌شود. سپس برای نخستین بار از پوشش تیتانیم دی اکسید دوپ شده با فلوئور بروی ذرات کاتدی ترکیب غنی از لیتیم استفاده شد.

این تحقیقات در قالب پایان‌نامه دکتری محدثه راستگوی دیلمی، دانش آموخته گرایش شیمی کاربردی تحت عنوان «تهیه و بررسی کاتدهای غنی از لیتیم برپایه اکسید لیتیم منگنز نیکل کبالت و پوشش‌های اکسید فلزی جهت استفاده در باتری های لیتیم-یون » انجام شده است؛ نتایج این تحقیقات با راهنمایی دکترمهران جوانبخت و دکتر حمید امیدوار از اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بدست آمده است.

به گفته فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر،خوشبختانه تهیه کاتدهای غنی از لیتیم و ساخت باتری‌های لیتیم-یون آنها با موفقیت در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است. امید این است که بتوان با حمایت بخشهای دولتی و سازمانهای زیربط تولید آنها را تا مرحله صنعتی پیش برد.

 

منبع: باشگاه خبرنگاران