صرفه‌جویی در مصرف انرژی با یک تراشه وای-فای

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:

  محققان نوعی اسکلت مصنوعی برای افزودن به مچ پا تولید کرده‌اند که سرعت راه رفتن افراد مسن یا افراد مبتلا به ناهنجاری‌های حرکتی را تا ۴۰ درصد افزایش می‌دهد. این اسکلت مصنوعی در اطراف ساق پا و در داخل کفش قرار می‌گیرد و به فرد امکان می‌دهد با سرعت دلخواه و مطلوب خود پیاده روی کند. استفاده آزمایشی از این محصول بر روی دستگاه‌های تردمیل موفقیت آمیز بوده و فعلاً انرژی مورد نیاز آن از طریق اتصال به موتورهای
  یک استارت آپ لنز چشمی مجهز به واقعیت افزوده ارائه کرده که به کاربر اجازه می دهد با تمرکز بر روی یک آیکون اپلیکیشنی را فعال کند ( فعال شدن لنز چشمی ). استارت آپMojo Vision که روی «رایانش نامرئی» تمرکز دارد از یک لنز چشمی هوشمند رونمایی کرده که واقعیت افزوده را در حوزه دید کاربر نمایش می دهد و نمایشگری همراه اطلاعات و نوتیفیکیشن ها ارائه و به کاربر اجازه می دهند روی نقاط مشخصی تمرکز کند. استارت
ساعت های هوشمند شخصی سازی شده ساعتهای هوشمند شخصی سازی شده: محققان چینی از ابداع پلتفرمی موسوم به سیستم های الکترونیکی متحول شونده یا تی ای اس خبر داده اند که با استفاده از آن پیکربندی و شخصی سازی محصولات الکترونیکی با کاربردهای مختلف تسهیل می شود.   می توان با استفاده از این پلتفرم ساعت های هوشمندی تولید کرد که بعد از بسته شدن به دور دست انسان به طور خودکار اندازه بند ساعت و میزان تماس آن با
  طراحی تختی برای جلوگیری از بیماری‌ها ، بیشتر مردم دنیا به دلیل هزینه های بالای دستگاه ها نمی توانند از خدمات اسکن با اشعه ایکس استفاده کنند و فیلامنت‌های فوق‌العاده داغ داخل دستگاه‌های سنتی اشعه ایکس به مقدار انرژی و گرمای زیادی نیاز دارند و تنها برای حفظ امنیت بیمار میلیون‌ها دلار باید هزینه کرد. شرکتی با ایده گرفتن از فیلم پیشتازان فضا طراحی تختی برای جلوگیری از بیماری‌ها ارائه کرده تا افراد بیشتری بتوانند از خدمات پرتونگاری با
  پژوهشگران سوئیسی سعی دارند نوعی ماسکی از جنس تیتانیوم ارائه دهند که قابلیت از بین بردن ذرات کروناویروس را داشته باشد. یکی از راه‌های مقابله با همه‌گیری کروناویروس، استفاده از ماسک‌ است که در حال حاضر یک کار اجباری به شمار می‌رود. اگرچه نمی‌توان تاثیر ماسک‌ها را در کاهش گسترش کووید- ۱۹ زیر سوال برد اما افزایش استفاده از ماسک می‌تواند پیامدهای منفی نیز به همراه داشته باشد. ماسک‌های غیرقابل تجزیه که از لایه‌های پلاستیکی پلی‌پروپیلن ساخته شده‌اند، می‌توانند
  لنوو از عینک واقعیت افزوده جدیدی رونمایی کرده که مناسب کارمندان دورکار است و ۵ دسکتاپ مجازی را برای کاربر نشان می دهد. امشب نمایشگاه محصولات مصرفی الکترونیکی ۲۰۲۱(CES) آغاز می‌شود. در همین راستا لنوو از یک عینک واقعیت افزوده جدید رونمایی کرده که برای دورکاری مناسب است. این تنظیمات چند مانیتوری بسیار جالب است. در عصری که بسیاری از کارمندان به دنبال ایجاد فضای کاری مناسب در خانه هستند، چنین عینک هوشمندی کارآمد به نظر می‌رسد. گجت مذکور
  اولین سیستم عایق صوتی کنار جاده‌ای می‌تواند با بهره‌گیری از انرژی خورشیدی، انرژی ۱۰۰ خانه را تامین کند. ایالت ماساچوست ممکن است اولین ایالتی باشد که اولین مانع صوتی کنار جاده‌ای با قابلیت بهره‌گیری از انرژی خورشیدی را نصب می‌کند. این سیستم نوآورانه که توسط یک شرکت محلی به نام "Ko-Solar" طراحی شده است، موانع صوتی معمولی و قدیمی را با پنل‌های خورشیدی جایگزین می‌کند تا ضمن جلوگیری از انتشار صدای جاده به سمت مناطق مسکونی، از انرژی خورشیدی
  مهندسان دانشگاه پوردو در آمریکا ابزار جدیدی برای جمع‌آوری زباله از فضا ابداع کرده‌اند که اسپین نیکر ۳ نام دارد و قادر است زباله‌های فضایی را از ارتفاع ۶۴۵ کیلومتری جمع‌آوری کند. آمریکا قصد دارد ماهواره‌های از رده خارج خود را ظرف ۲۵ سال آینده به هر نحو ممکن از جو کره زمین پاکسازی کند تا آنها در مدار زمین باقی نمانند. این زباله‌ها با کشیده شدن به درون جو زمین می‌سوزند و از بین می‌روند. قرار است این
  هتلی در توکیو از ربات ها برای مراقبت از بیماران مبتلا به کووید۱۹ کمک می گیرد (نگهداری مبتلایان به کرونا توسط روبات). هتلی در توکیو از کارمندان رباتیک برای سرویس رسانی به بیماران کووید ۱۹ با علائم متوسط استفاده می‌کند. این طرح برای آزاد سازی تخت‌های بیمارستانی جهت مداوای بیماران با علائم شدید ابتلاء به کووید ۱۹ انجام می‌شود. شرکت «سافت بنک رباتیکز» این ربات‌ها را ساخته است. شهرداری توکیو نیز این ربات‌ها را اجاره کرده و در چند
  مهندسان بریتانیایی در حال تهیه یک نسخه مدرن از ونتیلاتور فشار منفی(NPV) هستند که بیشتر با نام "ریه آهنی" شناخته می‌شود تا برای بیماران مبتلا به بیماری کووید-۱۹ که تحت مراقبت قرار دارند، یک جایگزین ساده و ارزان‌قیمت برای کمک به کمبود ونتیلاتور یا همان دستگاه‌های تنفس مصنوعی تهیه کنند. یکی از منابعی که برای درمان بیماران مبتلا به کروناویروس جدید یا همان کووید-۱۹ با کمبود جدی مواجه است و نیاز به پشتیبانی دارد، کمک به کمبود ونتیلاتور یا
  محققان روشی نوین ابداع کرده اند تا بتوان با کمک دوربین موبایل و یادگیری عمیق ابتلا به دیابت نوع دوم را در افراد شناسایی کرد. گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا نشان داده اند می توان با استفاده از دوربین موبایل دیابت نوع دوم را تشخیص داد. روش به کار گرفته شده در این تحقیق نیازمند هیچ گونه سخت افزار اضافی غیر از دوربین موبایل نیست و هم اکنون می تواند با دقت بیش از ۸۰ درصد دیابت را شناسایی
  یک استارتاپ آمریکایی که مدیریت آن را دکتر "نیما گل‌شریفی"، دانشمند ایرانی بر عهده دارد، می‌گوید در حال کاری روی نوعی باتری است که قدرت آن از ضایعات هسته‌ای تامین می‌شود و دوام بالایی دارد. یک استارتاپ حوزه انرژی موسوم به "NDB" که دکتر "نیما گل‌شریفی"(Nima Golsharifi)، دانشمند ایرانی، مدیرعامل آن است، ادعا می‌کند که به پیشرفت‌هایی در فناوری باتری دست یافته و نوعی باتری ابداع کرده است که با قطعات کوچک ضایعات هسته‌ای کار می‌کند. به گفته NDB،