صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای

733 403 نوفن حامی البرز

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای

 

پژوهشگران “دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو” در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک تراشه وای-فای جدید شده‌اند که استفاده از آن در دستگاه‌های اینترنت اشیاء می تواند باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و سبب شود آنها ۵۰۰ برابر انرژی کمتری مصرف کنند.

تعویض ماهانه باتری یک دوربین امنیتی یا شارژ کردن یک بلندگوی هوشمند کار چندان دشواری نیست اما اگر چندین دستگاه از این قبیل در خانه وجود داشته باشد، تعمیر و نگهداری آنها مشکل خواهد شد و صرفه‌جویی در مصرف انرژی انجام نشده در نتیجه انرژی بیشتری نیز مصرف خواهد شد. اما اکنون به لطف محققان دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) دیگر نیازی به منبع تامین انرژی جداگانه، شارژ مکرر یا باتری‌های بزرگ نخواهند داشت.

اینترنت چیزها یا آی‌اوتی (IoT، مخفف Internet of Things) یا “چیزنت” که گاهی “اینترنت اشیاء” نیز برای آن به کار می‌رود، به‌طور کلی اشاره دارد به بسیاری از چیزها شامل اشیاء و وسایل محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده و توسط اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت قابل کنترل و مدیریت هستند. اینترنت چیزها به زبان ساده، ارتباط حسگرها و دستگاه‌ها با شبکه‌ای است که از طریق آن می‌توانند با یکدیگر و با کاربرانشان تعامل کنند. این مفهوم می‌تواند به سادگی ارتباط یک گوشی هوشمند با تلویزیون باشد یا به پیچیدگی نظارت بر زیرساخت‌های شهری و ترافیک (صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای).

مهندسان برق دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (University of California, San Diego) اخیرا موفق به توسعه یک رادیوی جدید کم مصرف وای-فای شده‌اند که این رادیو در یک تراشه کوچک برای دستگاه‌های اینترنت اشیاء ادغام شده است. این دستگاه با آن‌که بسیار کوچک است و هم‌اندازه دانه‌های برنج است؛ اما راندمان انرژی بسیار بالایی دارد.

این اختراع مبتنی بر تکنیکی به نام “پس پراکندگی” (backscattering) است. فرستنده، سیگنال خود را تولید نمی‌کند، اما سیگنال‌هایی را از دستگاه‌های اطراف (مانند تلفن هوشمند) یا نقطه دسترسی وای-فای دریافت می‌کند و پس از دریافت، سیگنال‌ها را تغییر داده و داده‌های خود را روی آنها رمزگذاری می‌کند و سپس سیگنال‌های جدید را بر روی کانال‌های وای-فای دیگر و یا دستگاه‌های دیگر منعکس می‌کند.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای

تراشه مذکور تنها ۲۸ میکرووات برق مصرف می‌کند که ۵۰۰۰ برابر کمتر از رادیوهای استاندارد وای-فای است. در عین حال این تراشه می‌تواند داده‌ها را تا فاصله ۲۱ متر با سرعت ۲ مگابیت بر ثانیه منتقل کند.

این رویکرد به انرژی بسیار کمتری نیاز دارد و انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری برای تولید در اختیار تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی قرار می‌دهد. با تراشه وای-فای ریز، دستگاه‌های مبتنی بر اینترنت اشیاء دیگر نیازی به شارژ مکرر و باتری‌های بزرگ نخواهند داشت، بلکه دستگاه‌های خانگی هوشمند را قادر می‌کنند تا در بعضی موارد کاملاً بی‌سیم و حتی بدون باتری کار کنند.

پژوهشگران ایتالیایی ترکیب جدیدی ابداع کرده‌اند که نسبت به نور حساس است و می‌تواند به تعدیل فعالیت نورون‌ها کمک کند.

فناوری‌های نوری که می‌توانند برای تعدیل فعالیت‌های نورونی مورد استفاده قرار بگیرند امکان پژوهش در حوزه علوم اعصاب و زیست‌شناسی را فراهم می‌کنند و ابزار نوری به متخصصان علوم اعصاب امکان می‌دهند تا نورون‌ها یا نواحی خاصی از مغز را تحریک و مهار کنند. این ابزار را می‌توان برای بررسی عملکرد مدارها یا نواحی خاصی از مغز و همچنین شناسایی درمان‌های احتمالی جدید برای بیماری‌های عصبی و روانی به کار برد.

پژوهشگران “موسسه فناوری ایتالیا”(IIT) و “دانشگاه پلی‌تکنیک میلان”(Polytechnic University of Milan)، اخیرا نوعی ترکیب جدید حساس به نور ابداع کرده‌اند که می‌توان از آن برای ساخت حسگرهای فتوسوئیچ استفاده کرد. این ترکیب جدید موسوم به “زیاپین 2″(Ziapin2) می‌تواند در ساخت حسگرهایی به کار برود که دمای آنها هنگام برخورد با نور مرئی، افزایش نمی‌یابد. این ترکیب جدید می‌تواند حد فاصلی را میان لایه پلاسما ایجاد کند که دوام بالایی دارد و ظرفیت آن را افزایش می‌دهد.

“گوگلیلمو لانزانی”(Guglielmo Lanzani)، از پژوهشگران این پروژه گفت: پژوهش ما با الهام از دو بررسی انجام شده است. نخستین بررسی، با استفاده از مولکول‌های فتوکرومیک برای جذب نور در سلول‌های زنده صورت می‌گیرد و دومین بررسی نیز ایجاد تغییر در غشای نورون و ظرفیت الکتریکی آن برای ذخیره شارژ است که به تحریک سلول منجر می‌شود.

این ویژگی‌ها هنگام بررسی روی غشای نورون، به مولکول‌های فتوکرومیک امکان دادند تا مانند کلیدهای مکانیکی عمل کنند و با جذب نور و تغییر ظرفیت الکتریکی، به تعدیل ضخامت غشای نورون بپردازند. این روش نهایتا می‌تواند ظرفیتی را برای عملکرد نورون‌ها ایجاد کند.

مولکول‌های فتوکرومیک می‌توانند شکل خود را پس از جذب نور تغییر دهند. این تغییر، برخی از ویژگی‌های آنها از جمله اثرات فضایی، رنگ و ویژگی‌های الکتریکی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

لانزانی ادامه داد: روش‌هایی که در این پژوهش به کار رفتند، به ما امکان دادند تا به یک مکانیسم تحریک غیر حرارتی دست یابیم و حساسیت نسبت به نور را در سلول‌ها و بافت‌های زنده ایجاد کنیم. روش ما، غیر ژنتیکی است یعنی بدون ژن‌درمانی انجام می‌شود و اصلاحات شیمیایی دائمی نیز در سلول انجام نمی‌دهد؛ در نتیجه ابزاری با کمترین میزان تهاجم است.

“فابیو بنفناتی”(Fabio Benfenati)، از پژوهشگران این پروژه گفت: دستاورد اصلی پژوهش ما این است که توانستیم نورون‌ها را بدون نیاز به دستکاری اپتوژنتیک و دخالت مستقیم در کانال‌های یونی غشای نورون تحریک کنیم. ما این کار را با تغییر شکل غشای نورون انجام دادیم که نهایتا موجب شد نورون‌ها از نظر الکتریکی، پایداری بیشتری در تاریکی داشته باشند و انتشار آنها با کمک تحریک نوری صورت بگیرد.

هنگامی که پژوهشگران، پالس‌هایی از نور مرئی را در نورون‌های حامل این ترکیب جدید به کار گرفتند، حالتی گذرا از “بیش‌قطبی”(hyperpolarization) را در آنها مشاهده کردند. اندکی پس از این مرحله، دیپولاریزاسیون صورت گرفت و نهایتا به ایجاد ظرفیت‌های جدیدی منجر شد.

بنفناتی افزود: برنامه ما برای پژوهش بیشتر، دو بخش را شامل می‌شود. ما در بخش نخست این برنامه تلاش می‌کنیم تا کارآیی زیاپین را در تحریک مدارهای شبکیه چشم ارتقا دهیم و در بخش دوم، سعی داریم تا زیاپین، بیشتر محلول در آب باشد و مدت بیشتری در غشای نورون باقی بماند.

 

منبع: ایسنا

 

دیگر اخبار مرتبط با نوآوری:

  یک استارتاپ آمریکایی با شرکت "مگنیکس" برای ساخت بزرگترین هواپیمای هیدروژنی جهان همکاری می کند. شرکت "یونیورسال هیدروژن" که یک استارتاپ سوخت لجستیکی جدید است، پروژه ای برای تولید یک هواپیمای هیدروژنی شروع کرده است که بزرگترین هواپیماهای هیدروژنی جهان خواهد شد. این شرکت که در لس آنجلس آمریکا مستقر است، قرار است فناوری خود را بر روی هواپیمای "Q300" که یک هواپیمای 56 نفره است و با نام "Dash-8" نیز شناخته می شود، آزمایش کند. این هواپیما به
  یک فناوری جدید به کسانی که به هر دلیل قادر به استفاده از دستان خود برای کنترل وسایل الکترونیکی نیستند، امکان می دهد تا آنها را تنها با حرکت چشم خود کنترل کنند. این دستگاه پوشیدنی حرکات چشم کاربر و موقعیت مردمک چشم را ردیابی می کند تا مکان نمای موشواره(فلش موس) را روی کنترل وسایل الکترونیکی حرکت دهد. افرادی که نمی توانند از دستان خود به طور کامل استفاده کنند، ممکن است تعامل با دستگاه های لمسی برایشان
    ارتش ایالات متحده در جستجوی دستیابی به بالگردهای عمودپرواز برقی بی سر و صدا است که همانطور که از نامش پیداست، در عین برقی و بی صدا بودن، قادر به بلند شدن و فرود عمودی نیز باشد. ارتش آمریکا در تلاش است تا خصوصیات صوتی هواپیماهای عمودپرواز(eVTOL) و موتورهای محوری آن را به عنوان بخشی از تلاش برای دستیابی به بالگردهای بیصدا و سری، بهتر بشناسد. بالگردهای عمودپرواز مزایای بسیاری دارند، اما یکی از اشکالات بارز آنها صدای
  گروهی از محققان بین‌المللی موفق به ساخت (اولین دستگاه دومنظوره نوری جهان) دیودهای مبتنی بر پروسکایت (perovskite) شده‌اند که همزمان توانایی ساطع کردن و شناسایی نور را دارند. منابع نوری و ردیاب‌ها مؤلفه‌های اصلی اولین دستگاه دومنظوره نوری جهان بی شمار فناوری در بازار هستند. به عنوان مثال، دیودهای ساطع کننده نور(LED) معمولاً به عنوان منبع نور در نمایشگرها و سایر فناوری‌ها مورد استفاده قرار می گیرند، در حالی که از فوتودیودها برای تشخیص نور در حسگرها، تصویربرداری و
محققان مایکروسافت با همکاری شرکت فیلمسازی وارنر برادرز نسخه ای از یک فیلم را روی تکه ای از شیشه سیلیکای سخت ذخیره کردند که این روش ذخیره سازی اطلاعات حتی بهتر از فرمت های دیجیتال است. با کمک این روش ذخیره سازی می توان انبوهی از اطلاعات را روی یک شیشه از جنس سیلیکا سخت ذخیره کرد. شرکت های فیلمسازی همیشه با ذخیره سازی نگاتیو فیلم ها مشکل داشتند، زیرا نگاتیوها حساس هستند و در طولانی مدت از بین می
  کنترل "ایمپلنت مغزی" کاشت یا ایمپلنت‌های عصبی ممکن است گزینه‌های درمانی مناسبی برای بسیاری از بیماری‌ها از جمله بیماری پارکینسون و صرع باشند؛ اما یکی از نکاتی که باید ذکر کرد، این است که چنین دستگاه‌هایی می‌بایست برای مدت زمان طولانی در شرایط سخت در جمجمه کار کنند و یکی از چالش‌هایی که پزشکان با آن رو به رو هستند مسئله تامین نیروی این ایمپلنت‌ها است و مشکل دیگر آنها نیز برقراری ارتباط با این ایمپلنت‌ها برای کنترل عملکرد
  استودیوی جدید شرکت "هیوندای" موسوم به "New Horizons" به معنی "افق‌های جدید" روی طراحی خودروهایی به شکل فیلم مشهور ترانسفورماتورها یا تبدیل شوندگان کار خواهد کرد. شرکت "هیوندای" در نمایشگاه فناوری "CES 2019" چیزی شبیه به آنچه در یک فیلم علمی-تخیلی می‌بینیم را به نمایش گذاشت: یک وسیله نقلیه به نام "Elevate Ultimate Mobility" به معنای "وسیله نقلیه افراشته متحرک" که هر چرخ آن به یک پایه با قابلیت تنظیم ارتفاع متصل شده بود. اکنون "هیوندای" استودیویی به نام
  یک دستگاه جمع آوری میکروپلاستیک‌ها جالب به گونه‌ای طراحی شده است که بر روی رینگ خودرو نصب می‌شود و وظیفه جمع آوری میکروپلاستیک‌های تایرها را بر عهده دارد. در حالی که ممکن است ما از اگزوز خودرو به عنوان منبع اصلی آلودگی هوا یاد کنیم، از این نکته که لاستیک‌های خودرو نیز با انتشار میکروپلاستیک به شدت در آلودگی هوا غافل هستیم. دستگاه جمع آوری میکروپلاستیک‌ها که روی چرخ‌های خودرو نصب می‌شود، می‌تواند ذرات لاستیکی که از تایرها جدا
  محققان با استفاده از سلول های پوستی انسان نوعی نخ ابداع کرده اند (عمل جراحی با نخ) که می توان آن را به اشکالی بافت، قلاب بافی کرد و در عمل های جراحی به کار برد. محققان الیافی انعطاف پذیر از سلول های پوست انسان ابداع کرده اند که می توان آن را به اشکالی خاص بافت و برای مقاصد پزشکی استفاده کرد. محققان فرانسوی از این الیاف در عمل های جراحی روی حیوانات استفاده کرده اند و معتقدند
  گروهی از محققان چینی با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی زیستی توانستند غضروف‌های مفصلی را بازسازی کنند. محققان برای این منظور از هیدروژل‌های سنگین حاوی سلول‌های بنیادی مزانشیمی استفاده کردند که فاکتور رشد دوگانه را آزاد می‌کنند. غضروف ساخته شده با استفاده از این فناوری کاملا یکپارچه بوده، لایه‌های سطحی را روانسازی می‌کند و مواد مغذی لایه‌های زیرین را تامین می‌نماید. محققان غضروف‌های تولید شده استفاده از این فناوری را توسط مدل‌های جانوری مورد آزمایش قرار دادند و امیدوارند
  محققان آمریکایی موفق به تولید پهپادی شدند که می‌تواند مانند پرندگان، بال‌های خود را خم کند (پهپادی که مثل پرنده بال‌هایش خم می شود) و به پرواز در آید. محققان دانشگاه "استنفورد"(Stanford) پهپادی تولید کرده‌اند که هنگام پرواز در هوا، قدرت مانور بیشتری دارد. در واقع این ربات پروازی در آزمایشگاه "لنتینک"(Lentink) این دانشگاه توسعه داده شده و بال‌هایی دارد که مشابه با بال کبوتر طراحی شده است. پهپاد ساخت این محققان "PigeonBot" نام گرفته و قادر است بال‌های
بهبود زخم پای دیابتی با کفی هوشمند بهبود زخم پای دیابتی با کفی هوشمند: محققان انستیتوی فناوری استیونس واقع در نیوجرسی آمریکا، کفی هوشمندی را ساختند که مانع ایجاد زخم در پای افراد مبتلا به دیابت می‌شود.حس اندام‌ها در بیماران مبتلا به دیابت دچار اختلال می‌شود و به همین علت بیماران دیابتی در برابر زخم‌های احتمالی پا آسیب‌پذیر هستند. درمان چنین زخم‌ بسیار دشوار است و ممکن است این زخم‌ها منجر به قطع عضو بیمار شوند. اما کفی هوشمند جدید