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 سنگاپوری از تولید دستگاهی کوچک و قابل حمل خبر داده‌اند که می‌تواند به صورت سه بعدی از پوست تصویربرداری کند تا مداوای بیماری‌های پوستی تسهیل شود. وقتی افراد به بیماری‌های پوستی نظیر اگزما مبتلا می‌شوند مشاهده تمامی برجستگی‌ها و شیارهای کوچک در منطقه آسیب دیده به درمان چنین بیماری‌هایی کمک می‌کند. دستگاه جدید می‌تواند تمامی سطح آسیب دیده پوست را در عرض چند دقیقه به صورت سه بعدی اسکن کند. برای استفاده از این دستگاه ابتدا دست بر
  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
  محققان دانشگاه "سوئینبرن" از سریع‌ترین و قوی‌ترین پردازنده محاسبات عصبی جهان برای هوش مصنوعی رونمایی کردند که عملکرد آن سریع‌تر از ۱۰ تریلیون عملیات در ثانیه است. یک پردازنده نورومورفیک(محاسبات عصبی) نوری جدید که توسط محققان دانشگاه صنعتی "سوئینبرن"(Swinburne) ساخته شده است، می‌تواند بیش از ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از پردازنده‌های کنونی کار کند. قدرت پردازش این پردازشگر هوش مصنوعی سریع‌تر از ۱۰ تریلیون عملیات در ثانیه است. این اختراع می‌تواند انقلابی در شبکه‌های عصبی و به طور کلی پردازش
  تولید برق توسط راه رفتن سربازان ارتش آمریکا قصد دارد کفی های هوشمندی برای کفش سربازان بسازد تا راه رفتن آنها باعث تولید برق بشود که به این ترتیب تجهیزات الکترونیکی آنها شارژ می شود ( تولید برق توسط راه رفتن سربازان ). سربازان برای حضور در میدان جنگ به دستگاه های الکترونیکی مختلفی نیاز دارند که محققان معتقدند آنها راه ایده آلی برای شارژ این دستگاه ها بدون نیاز به یک پریز برق یافته اند ( تولید برق
  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
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
  محققان اکادمی علوم چین با استفاده از نوعی هیدروژل سازگار با محیط زیست نمونه اولیه‌ای از یک لنز هوشمند را ساختند که قادر است دو عارضه خشکی و افزایش فشار داخلی چشم را تشخیص دهد و با تغییر رنگ، وجود این عوارض را به کاربر اعلام کند.هیدروژل مورد استفاده در این فناوری از نوعی پلیمر موسوم به pHEMA ساخته شده است. این پلیمر در حالت طبیعی به رنگ قرمز است، اما هنگامی که درون چشم قرار می‌گیرد، نانوساختار آن
  پژوهشگران آمریکایی، نوعی ابزار پوشیدنی برای کمک به آزمایش ام‌.آر.آی ابداع کرده‌اند که می‌تواند دشواری‌های ناشی از روش تصویربرداری ام‌.آر.آی را برطرف کند. کسانی که آزمایشات ماموگرافی یا ام‌.آر.آی را پشت سر گذاشته‌اند، از دشواری روند انجام شدن آنها آگاه هستند که پژوهشگران "دانشگاه پردو"(Purdue University) تلاش کرده‌اند تا نوعی فناوری را که در صنایع دفاعی و هوا-فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد به کار ببرند و روش جدیدی را برای انجام دادن برخی از تصویربرداری‌های پزشکی ابداع کنند. یکی
  گروهی از محققان ابزاری ساخته‌اند که با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی برای کاهش سطح قند خون و تقویت واکنش بدن نسبت به انسولین، وضعیت دیابت بیمار را از راه دور مدیریت می‌کند. برای بسیاری از بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲، نگه داشتن قند خون در سطح سالم یک کار دشوار است که شامل نظارت منظم و تزریق انسولین می شود، اما محققان به دنبال یافتن روش های راحت تری برای مدیریت این بیماری هستند. اکنون یک گروه تحقیقاتی
  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
  از سال ۱۹۹۸تاکنون بیش از ۸۰۰ کودک در ایالات متحده به دلیل آنکه والدینشان فراموش کرده‌اند آنها را از خودرو خارج کنند، جان خود را از دست داده‌اند، حال استارتاپ ایتالیایی "Filo" یک سیستم هشدار دهنده کودک مبتنی بر بلوتوث با نام "تاتا" (Tata) ایجاد کرده است که برای جلوگیری از این حوادث ناگوار طراحی شده و در داخل یا روی صندلی ماشین قرار می‌گیرد. نکته خوب این است که کاربران تنها یک هشدار دریافت نخواهند کرد. اولین هشدار
لنز واقعیت افزوده جایگزین تلفن‌های همراه هوشمند لنز واقعیت افزوده جایگزین تلفن‌های همراه هوشمند:با ظهور عینک‌های هوشمند به‌عنوان جایگزینی برای تلفن‌های همراه هوشمند، این پرسش مطرح است که آیا شمارش معکوس برای پایان دوره عمر گوشی‌ها و عرضه نسل جدید فناوری‌های ارتباطی آغاز شده است؟ با پتنت جدید سامسونگ برای لنزهای مبتنی بر واقعیت افزوده به نظر می‌رسد که این روند آغاز شده و آینده‌ای جالب پیش روی صنعت تلفن همراه قرار دارد. فناوری واقعیت افزوده «AR» از جمله فناوری‌های