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:

  آیفون تصویری که اتفاقات قبل از زدن زنگ را نشان می‌دهد همراه با چند خوشامدگویی جدید، امکان نمایش اتفاقات قبل از فشردن زنگ درب در سری 3 از زنگ یا آیفون تصویری "دوربل"(Doorbell) ساخت شرکت "رینگ"(Ring) فراهم خواهد شد. شرکت "رینگ"(Ring) که متعلق به شرکت آمازون است، برنامه‌های خود را برای سری جدید آیفون‌های تصویری را اعلام کرده است. سری جدید آیفون تصویری این شرکت موسوم به "سری 3" نوید چند ارتقای قابل توجه را می‌دهد (آیفون تصویری که
  پژوهشگران ایتالیایی، نوعی فیلمبرداری ربات شش پا ابداع کرده‌اند که می‌تواند در بستر دریا راه برود و از محیط اطراف فیلمبرداری کند. پژوهشگران موسسه "بیوروبوتیکز"(BioRobotics Institute) ایتالیا، شکل جدید و بهبودیافته‌ای از یک ربات موسوم به "سیلور"(SILVER) را ارائه داده‌اند که برای جست و جو و اکتشاف در بستر دریا ساخته شده است. نسخه جدید این ربات که "سیلور۲"(SILVER2) نام دارد، می‌تواند در بستر دریا راه برود و ویدئوهایی را تهیه کند (فیلمبرداری ربات). این گروه پژوهشی، دو سال
  اخیرا شارژری که گوشی را ضدعفونی می‌کند توسعه داده شده است که این دستگاه علاوه بر شارژ گوشی کاربر، گوشی را ضد عفونی نیز می‌کند و رایحه خاصی نیز ساطع می‌کند و یک شارژر سه کاره است. اکنون یک شارژری که گوشی را ضدعفونی می‌کند به نام "سانی شارژ ضدعفونی کننده توسط اشعه فرا بنفش گوشی" (SaniCharge Phone UV Sanitizer) برای ضدعفونی کردن گوشی کاربران در همان زمان که شارژ می‌شوند، توسعه داده شده است. تلفن هوشمند همیشه در
ایجاد شدن حس لامسه در پوست پوشیدنی بی‌سیم ایجاد شدن حس لامسه در پوست پوشیدنی بی‌سیم: پژوهشگران "دانشگاه هنگ‌کنگ"(University of Hong Kong) و "دانشگاه نورث وسترن"( Northwestern University) یک پوست پوشیدنی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند از طریق ارتعاشات زیر پوست کاربر در بدن وی حس لامسه ایجاد کند. این دستگاه به صورت بی‌سیم شارژ و کنترل می‌شود و می‌تواند حس لامسه را برای کاربران دارای اندام مصنوعی فراهم کند که حتی افراد می‌توانند از آن در مراکز توانبخشی نیز استفاده
  پژوهشگران دانشگاه‌های "هاروارد" و "ام.آی.تی" با همکاری "پردیس ثابتی" دانشمند ایرانی، فناوری جدیدی برای شناسایی کروناویروس ارائه داده‌اند که بر فناوری کریسپر مبتنی است و چندین تراشه را شامل می‌شود. پژوهشگران "دانشگاه هاروارد" (Harvard University) و دانشگاه "ام.آی.تی" (MIT) با همکاری "پردیس ثابتی" استاد دانشگاه هاروارد، فناوری جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص مولکولی مبتنی بر کریسپر کمک کند. این فناوری، تراشه‌هایی را شامل می‌شود که می‌توانند هزاران آزمایش را به صورت خودکار انجام دهند. این تراشه‌ها می‌توانند
تولید عینک واقعیت افزوده جنگی تولید عینک واقعیت افزوده جنگی: شرکت بی ای ای از تولید نمونه اولیه یک عینک واقعیت افزوده سبک خبر داده که کاربردهای نظامی دفاعی دارد و طراحی و ساخت آن دو سال زمان برده است. این عینک واقعیت افزوده مجهز به یک نمایشگر تمام رنگی و فشرده است که می‌تواند برای مدت طولانی در برابر چشمان کاربران قرار گرفته و نیازهای اطلاعاتی آنها را برطرف کند که نمونه اولیه آن ساخته شده است. این عینک
  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
  در چین روشی جدید برای تزریق انسولین به بدن ابداع شده که نیازی به استفاده از سوزن ندارد و مهم‌ترین مزیت آن کاهش درد و رنج ناشی از استفاده مداوم از سوزن است. افراد مبتلا به دیابت باید به طور مرتب به خود انسولین تزریق کنند تا سطح قند خون آنها تنظیم شود. تعداد این موارد تزریق بستگی به نوع دیابت افراد از دو تا چهار بار در روز متفاوت است. تزریق مداوم انسولین با سوزن باعث تشکیل سلول‌های
  یک شرکت با ساخت اسکلت‌های مکانیکی خارجی که توسط یک انسان که درون آنها می نشیند و به آنها فرمان می دهد، قصد دارد یک مسابقه با ورزشکارانی در کلاس جهانی برگزار کند. به نظر می رسد کم کم چیزهایی را که در فیلم ها و کتاب های علمی-تخیلی دیده و خوانده ایم، در حال زنده شدن و پیوستن به واقعیت هستند. اکنون نوبت به اسکلت‌های مکانیکی خارجی رسیده است که به انسان قدرت خارق العاده ای می بخشند.
  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
  حسگر ی با استفاده از فیلم حاوی نانوذرات ساخته شده‌است که به دانشمندان کمک می‌کند تا حرکات پیچیده دست را رصد کند. یک گروه تحقیقاتی موفق به ساخت حسگری شدند که قادر به ثبت حرکات بدن انسان از فاصله دور است. این حسگر که حاوی لایه‌ای بسیار نازک است، دور دست پیچیده شده و با حرکات ۵ انگشت، به‌صورت زنده قادر است تا حرکات اصلی را همانند یک آیینه شبیه‌سازی کند. این فناوری به یک شبکه نرونی یادگیری عمیق
  رباتی برای درک بهتر اختلال وسواس پژوهشگران "دانشگاه هرتفوردشر" (University of Hertfordshire) انگلیس در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه رباتی شده‌اند که می‌تواند به آن‌ها در درک بهتر "اختلال وسواس فکری-عملی" (OCD) کمک کند. رباتی برای درک بهتر اختلال وسواس پژوهشگران اخیرا رباتی طراحی کرده‌اند که از رفتار افرادی که دارای اختلال وسواس فکری (OCD) هستند، تقلید می‌کند و می‌تواند به پژوهشگران در درک آنچه باعث ایجاد این اختلال می‌شود، کمک کند و حتی نحوه درمان این بیماری را