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 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
  شرکت فضایی خصوصی "ویرجین گلکتیک"(Virgin Galactic) از لباس فضایی جدید خلبانی خود که توسط شرکت تولید پوشاک "آندر آرمر"(Under Armour) ساخته شده و در نخستین پرواز آزمایشی سرنشین‌دار این شرکت توسط "دیو مک کی" و "سی جی استراکو" پوشیده خواهد شد، رونمایی کرد. شرکت فضایی خصوصی "ویرجین گلکتیک" لباس فضایی جدید خود را که خلبانان آزمایشی آن در اولین پرواز آزمایشی این شرکت به تن خواهند کرد و قرار است در تأسیسات جدید این شرکت موسوم به "Spaceport America"
  طراحی ماسک گرافنی توسط پژوهشگران یک شرکت خارجی به گونه ای طراحی شده که می‌تواند ذرات و میکرواورگانیسم‌ها را با استفاده از اعمال جریان الکتریکی و شوک، دفع کند. تولید انبوه این ماسک به زودی آغاز می‌ شود. شرکت لیکس اپلیکیشنز ماسک ویژه‌ای برای مقابله با ویروس کرونا و دیگر میکرواورگانیسم‌های خطرناک تولید کرده است، این ماسک موسوم به Guardian G-Volt دارای سیستم فیلتراسیون مبتنی بر گرافن بوده و یک جهش رو به جلو در مسیر مبارزه با عوامل
  یک فناوری ابداع شده که باعث هوشمند شدن عینک های معمولی می شود و با کمک این فناوری کاربر بدون نگاه کردن به موبایل یا ساعت هوشمندش، نوتیفیکیشن ها را می بیند و می تواند با چشمانش از اپلیکیشن ها استفاده کند. شرکت بوش این سیستم را ( هوشمند شدن عینک های معمولی ) Bosch Smartglasses Light Drive نام گذاری کرده و می توان آن را روی قاب هر عینکی نصب کرد تا هولوگرام هایی از عناصر مختلف تعبیه
  محققان دانشگاه برکلی موفق به تولید بازوبند هوشمندی شده‌اند که قادر به شناسایی انواع حرکات دست است و راه را برای تولید پوشیدنی‌های هوشمند هموار می‌کند. سیستم‌های بصری رایانه‌ای تنها در صورتی قابل استفاده هستند که دست فرد همیشه در برابر انها قابل رؤیت باشد. اما این مساله همیشه ممکن نیست و گاهی نیز می‌تواند امنیت و حریم شخصی اشخاص را به خطر بیندازد. استفاده از دستکش‌های الکترونیک به عنوان یک راه حل جایگزین نیز می‌تواند هم کاربر را
  طبق گزارشی جدید گوگل تصمیم دارد یک کارت نقدی هوشمند عرضه کند که مشابه اپل کارت است و به این ترتیب وارد حوزه بانکداری شود. تلاش گوگل برای ورود به حوزه بانکداری شامل توسعه محصولی موازی با اپل کارت است. این کارت نقدی که با همکاری شرکت ویزا ارائه می شود دارای گزینه پرداخت مجازی است و همچنین استفاده فیزیکی دارد و جزئیات مربوط به زمان و مکان پرداخت را نیز رصد می کند. گزارش جدید حاکی از آن
  پژوهشگران "دانشگاه ساسکس"(University of Sussex) انگلستان در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک "هولوگرام"(Hologram) شده‌اند که با تولید هولوگرامی کاربران می‌توانند هم آن را احساس کنند و هم صدای آن را بشنوند. تولید هولوگرامی از طریق لیزر و با اصلاح‌ کردن یک ماده ایجاد می‌شوند به طوری که بخش‌های مختلف آن نور را در فازهای مختلف منعکس کنند و به تماشاگر توهم عمق بدهند. شاید تاکنون این موضوع را در فیلم‌های علمی تخیلی دیده باشید اما اخیرا این موضع
  یک شرکت ژاپنی ادعا می‌کند اولین پرواز پهپاد سرنشین‌دارپرواز پهپاد سرنشین‌دار یک هوابرد چند ملخه عمود پرواز الکتریکی را با موفقیت به انجام رسانده است. به نظر می‌رسد که بخش هواپیمای عمود پرواز برقی(eVTOL) تازه کار ژاپنی توسط شرکتی به نام "Cartivator" هدایت می‌شود که به عنوان یک پروژه جانبی توسط گروهی از کارمندان شرکت خودروسازی بزرگ "تویوتا" آغاز به کار کرده است و در واقع توسط شرکت "تویوتا" با هزینه ۴۰ میلیون ین یا ۳۵۴ هزار دلار آمریکا
  بیماری‌های پوستی، نیمی از جمعیت جهان را تحت تاثیر خود قرار می‌دهند. اگرچه درمان‌های گوناگونی برای بیماری‌های پوستی ارائه شده‌اند اما بسیاری از این درمان‌ها، موثر نیستند و عوارض جانبی بسیاری به همراه دارند. اگر درمانی ارائه شود که نیاز به تزریق را برطرف کند و عوارض جانبی را کاهش دهد، دیگر جای نگرانی در این مورد وجود نخواهد داشت. پژوهشگران آمریکایی دریافتند که با کمک ذراتی که به ستاره شباهت دارند، می‌توان بیماری‌های پوستی را بدون درد درمان
  بزرگترین پرینتر سه بعدی (پرینتری که خانه می سازد) در اروپا خانه ای دو طبقه با مساحت ۹۸۰ فوت مربع را ساخته است. بزرگترین پرینتر ۳ بعدی اروپا به تازگی یک ساختمان دوطبقه را چاپ کرده است. شرکت نروژی«کمپ سی» این پروژه را اجرا کرده و ادعا می کند این بزرگترین خانه ای است که به طور یک جا چاپ شده است. پرینتری که خانه می سازد دستگاهی ۳۲ در ۳۲ فوت است که با استفاده از نوعی سیمان
  پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود، یک ربات نرم را با الهام از لوبیا طراحی کرده‌اند که شاید بتوان از آن در حوزه‌های کشاورزی و پزشکی استفاده کرد. دانشمندان هنگام طراحی ربات‌ها معمولا طبیعت را برای یافتن سرنخ جستجو می‌کنند. برخی از ربات‌ها به تقلید از دست‌های انسان می‌پردازند؛ در حالی که ربات‌های دیگر، حرکات بازوهای هشت‌پا یا کرم‌های کوچک را شبیه‌سازی می‌کنند. پژوهشگران "کالج مهندسی دانشگاه جورجیا" (UGA)، یک ربات نرم جدید طراحی کرده‌اند که با الهام از
  شرکت مایکروسافت با همکاری کروز و جنرال موتورز خودروی خودران تولید می‌کند. هدف از این همکاری ارتقای فناوری مورد استفاده در این خودرو اعلام شده است. کروز و جنرال موتورز قبلاً هم همکاری‌هایی در زمینه تولید خودروهای خودران داشتند و حالا مایکروسافت به جمع آنها ملحق شده تا به تجاری سازی خودروهای خودران کمک کند.مایکروسافت میزان سرمایه گذاری خود را در این زمینه ۲ میلیارد دلار اعلام کرده است. کروز و جنرال موتورز از پلتفرم کلود آزور مایکروسافت در