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:

  ماسک "C-Thru" نام یک مجموعه کلاه ایمنی آتش‌نشانان شامل کلاه و ماسک مخصوص آتش‌نشانی است که مجهز به یک دوربین حرارتی و یک نمایشگر "هاد"(HUD) یا نمایشگر سر بالا است تا دید حرارتی را در اختیار آتش‌نشانان قرار دهد. تیم‌های آتش‌نشانی مجبور به حمل وسایل به شکل دستی به منظور کمک به آنها در شرایط سخت و محیط‌های پر از دود هستند تا اینکه یک شرکت آمریکایی به نام "Qwake" با فراهم کردن دید حرارتی در یک صفحه نمایش
  محققان دانشگاه جرج واشنگتن با همکاری محققان دانشگاه نورث وسترن در آمریکا نسل جدیدی از تجهیزات پزشکی را طراحی کردند که به سیستم‌های الکترونیکی نرم مجهز هستند و کیفیت تشخیص و درمان بیماری‌های قلبی و عروقی را بهبود می‌بخشند. در این فناوری، شبکه‌ای از حسگرهای الکترودی و موتورهای محرک انعطاف‌پذیر و کشسان به همراه حسگرهای دما و فشار روی یک سیستم کاتتر بالونی نصب شده است که برای جراحی‌های کوچک مانند درمان آریتمی قلب (نامنظم‌بودن ضربان قلب) کاربرد دارد.
  یک شرکت در جمهوری چک، ماسکی که ویروس‌ها را کنترل و از بین می‌برد را تولید کرده که موجب به‌دام افتادن ذرات ویروس و از بین رفتن آن‌ها می‌شود. این روز‌ها با شیوع ویروس کرونا در نقاط مختلف دنیا، استفاده از ماسکی که ویروس‌ها را کنترل و از بین می‌برد برای جلوگیری از ابتلا به این بیماری در بین مردم رایج شده است. تحقیقات نشان می‌دهد بهترین ماسکی که می‌تواند از ورود ویروس‌ها به بدن جلوگیری کند، ماسک نانو
  طی‌ سال‌های اخیر شاهد نمونه‌های زیادی از لباس‌های هوشمند بوده‌ایم که با استفاده از فناوری‌های گوناگون بر سلامت جسمانی افراد نظارت می‌کردند. اما به تازگی الیافی رسانا تولید شده است که می‌تواند یک لباس معمولی را تبدیل به لباسی "هوشمند" کند. محققان دانشگاه "رایس"(Rice) با استفاده از الیاف نانولوله کربنی لباسی "هوشمند" ساخته‌اند که با برقراری تماس مستقیم با پوست به جمع‌آوری مداوم داده‌های مربوط به ضربان قلب می‌پردازد. این رشته‌ها اندازه‌ای حدود ۲۲ میکرون دارند و از ده‌ها
  محققان دانشگاه ییل از تولید نوعی ربات پارچه‌ای خبر داده‌اند که قادر به تغییر حالت بوده و بر مبنای دستور کاربر یا بر اساس شرایط محیط اطراف سخت یا نرم می‌شود. مواد مورد استفاده در تولید این ربات در آینده برای طراحی و عرضه انواع البسه نیز به کار خواهند رفت و از آنها می‌توان برای تولید لباس‌های منعطف استفاده کرد که پرتاب ربات‌ها از ارتفاع بسیار بالا را بدون آسیب دیدن آنها ممکن می‌کند. بنابراین با گرم شدن
  پژوهشگران آمریکایی با همکاری "زهرا آقاجان"، دانشمند ایرانی، یک کوله‌پشتی ارائه داده‌اند که می‌تواند به بررسی فعالیت‌های مغز بپردازد. دانشمندان "دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس"(UCLA) با همکاری "زهرا آقاجان"(Zahra Aghajan)، دانشمند ایرانی این دانشگاه، نوعی کوله‌پشتی ابداع کرده‌اند که می‌تواند فعالیت مغز کاربر را هنگامی که او کارهای روزمره زندگی خود را انجام می‌دهد، ردیابی کند. شاید این فناوری پیشرفته بتواند به درک نحوه عملکرد مغز و همچنین بررسی بیماری‌هایی مانند پارکینسون و اختلال استرس پس از سانحه کمک کند. اسکن
  شرکت یو پی اس از تولید پهپادهای جدیدی خبر داده که بی سروصدا پرواز می‌کنند (پهپاد همه کاره) و می‌توان تغییرات متعددی را در آنها با هدف حمل انواع بار انجام داد. تولید پهپاد همه کاره جدید یو پی اس با همکاری شرکت آلمانی وینگ کوپتر صورت گرفته است. پهپاد یادشده ظاهری شبیه به هواپیماهای کوچک دارد و انتظار می‌رود در آینده نزدیک از آن برای حمل بار و کالا استفاده شود و البته برای کسب مجوز هنوز باید
  گروهی از محققان سنگاپوری روش جدیدی را برای تزریق انسولین با استفاده از آهن ربا ابداع کرده‌اند که درد و رنج این کار را کاهش می‌دهد. در این روش که الهام گرفته از طب سنتی چین است، از آهن ربا برای جمع کردن پوست و وارد آوردن فشاری مختصر به آن استفاده می‌شود و از این طریق مسیری برای انتقال انسولین به داخل بدن به شیوه‌ای ایمن و مؤثر ابداع می‌شود. استفاده آزمایشی از این روش بر روی موش‌ها
  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
  دانشمندان "موسسه ملی علوم و فناوری اولسان"(UNIST) کره جنوبی در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه اولین ماده ترموالکتریک با راندمان بالا در جهان شدند. اکنون، به لطف کشف دانشمندان کره جنوبی می‌توان از گرمای بدن انسان برق استخراج کرد. این یک گام مهم در عرصه فناوری است چرا که می‌توان از آن برای تولید لباس‌های هوشمند استفاده نمود. دانشمندان در این تحقیق موفق به توسعه یک ماده جدید ترموالکتریک با راندمان بالا شده‌اند که خاصیت خود ترمیمی و کشسانی
  هپس‌باکس یک دستگاه طراحی موسیقی قابل حمل است که کارایی آسانی برای کاربران دارد. سیستم موسیقی قابل حمل "هپس باکس"(HapsBox) شاید مانند یک سفینه فضایی اسباب بازی به نظر برسد، اما یک دستگاه قدرتمند و جذاب ساخت موسیقی است که قابلیتهای تازه‌ای دارد. این دستگاه ۳.۸ کیلوگرمی دارای دسته‌های حمل مخصوص خود و همچنین اسپیکر بلوتوثی داخلی است."هپس‌باکس" با باطری کار می‌کند و انتخاب‌های گسترده‌ای از صداهای ساز را در اختیار نوازنده قرار می‌دهد. نوازندگان، طراحان صدا و طراحان
  یک طراح ویدئویی از عینک واقعیت افزوده اپل را طراحی و منتشر کرده است. مدت ها است که شایعات و گزارش هایی درباره توسعه عینکی با فناوری افزوده در اپل منتشر شده که با آیفون ۵G یکپارچه می شود. درهمین راستا یک ویدئوی جدید قابلیت های چنین هدست آینده گرایانه ای را نشان می دهد که یک طراح به نام «اسکندر اوتبایف» نسخه ای از طراحی اولیه عینک اپل را منتشر کرده که با قاب مشکی دور لنزها نشان