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:

  پژوهشگران "دانشگاه تگزاس" با همکاری "عارف اصغری"، دانشمند ایرانی این دانشگاه سعی دارند امکان تشخیص فوری کووید-۱۹ را با کمک حسگرهای نوری فراهم کنند. برای مهار همه‌گیری کووید-۱۹، تشخیص سریع بیماری ضروری است و ارائه آزمایشی که بتواند نتایج را به سرعت فراهم کند، نیاز فوری به شمار می‌رود. "عارف اصغری" (Aref Asghari)، دانشمند ایرانی این پژوهش گفت: با توجه به افزایش بیماران مبتلا به انواع قابل انتقال کروناویروس در سراسر جهان و نیاز به پیشگیری و کنترل ابتلا
ارتقاء جایگاه ایران در وایپو ارتقاء جایگاه ایران در وایپو سازمان جهانی مالکیت معنوی: نماینده ایران در سازمان جهانی مالکیت معنوی از ارتقا ایران در وایپو سازمان جهانی مالکیت معنوی گفت، دکتر خدائیان معاون رئیس قوه قضائیه و رئیس سازمان ثبت اسناد و املاک کشور به عنوان نماینده جمهوری اسلامی ایران ضمن ایراد سخنرانی در اجلاس سالانه سازمان جهانی مالکیت معنوی(WIPO ) اظهار داشت: جمهوری اسلامی ایران در رتبه بندی شاخص های نوآوری جهانی، از سال 2014 تا کنون 59
در کارگاه‌های مدرن، کارگران معمولا ملزم به حمل یا حتی پوشیدن تعداد زیادی دستگاه الکترونیکی هستند. کلاه هوشمند(SmartHat) برای آسان‌تر کردن کارها، با ادغام حجم زیادی از ابزارها در یک کلاه ایمنی طراحی شده است. کلاه هوشمند که توسط استارتاپ هندی Proxgy ساخته شده است موفق به دریافت جایزه بهترین طراحی هند در سال ۲۰۲۳ و همچنین جایزه نوآوری نمایشگاه فناوری CES شده است. اول و مهمتر از همه، این کلاه واقعا از کاربران در برابر ضربه به سر محافظت
  یکی از شرکت‌های تولیدکننده تایر در جهان از گرافن برای تولید تایر دوچرخه استفاده کرده است و به ادعای این شرکت استفاده از گرافن موجب افزایش مقاومت تایرها شده است. شرکت گودیر (Goodyear) یکی از تولیدکنندگان برجسته تایر در جهان با یک تایر جدید دوچرخه که با استفاده از فناوری‌نانو تولید شده وارد بازار دوچرخه شد و این تایر تقویت شده با فناوری‌نانو برای استفاده در مسابقه‌های مختلف طراحی شده است. این شرکت بعد از ۴۴ سال، در سال
پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی آبادان با همکاری چند مرکز تحقیقاتی برجسته در آسیا و اروپا موفق شدند سازوکاری تازه در افزایش کارایی فرایند فنتن‌مانند برای حذف آنتی‌بیوتیک‌ها از آب آشامیدنی شناسایی کنند. این گروه در یک بررسی جامع نشان دادند که کنترل تعداد «نقص‌های اکسیژن» در نانوذرات اکسید کبالت می‌تواند مسیر تولید گونه‌های فعال اکسیژن را کاملا تغییر دهد و بازده واکنش را به طور چشمگیری افزایش دهد. به گزارش ایسنا، یافته‌ها نشان می‌دهد که طراحی دقیق ساختار نانویی و مدیریت
  محققان با استفاده از ساختار ساندویچی لایه‌نازک، حسگرهای فشاری با حساسیت بالا ساختند که انعطاف‌پذیر بوده و با حساسیت بالا می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی ایجاد کند. به تازگی مقاله‌ای با عنوان High-performance zero-standby-power-consumption-under-bending pressure sensors for artificial reflex arc در نشریه Nano Energy به چاپ رسیده که در آن محققان جزئیات مربوط به ساخت حسگرهای فشاری با حساسیت بالا را منتشر کرده‌اند. یکی از مزیت‌های حسگرهای فشاری با حساسیت بالا، مصرف صفر انرژی در حالت آماده به کار است و
نخستین همایش ملی «یادگیری و آموزش مبتنی بر فناوری‌های نوین» با استقبال جامعه دانشگاهی و ارسال صدها مقاله علمی، چهارشنبه هشتم بهمن به‌صورت حضوری و برخط در دانشگاه پیام نور استان کرمان برگزار شد و نقش فناوری‌های نوین در آینده آموزش عالی کشور را به بحث گذاشت. مریم بستان‌پیرا در این همایش با تأکید بر جایگاه آموزش از راه دور در نظام‌های آموزشی نوین، اظهار کرد: برگزاری این همایش فراتر از یک رویداد علمی، یک بیانیه جدی در حوزه تحول
  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
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
  کنترل پهپادها با استفاده از دسته کنترل‌های سنتی کار ساده ای نیست و محققان دانشگاه ام آی تی به همین علت هدایت آنها را با استفاده از علائمی که از بازو ارسال می‌شود، ممکن کرده اند (امکان کنترل پهپاد با عضلات بازو). بازوبند مذکور می‌تواند حرکات بازو در جهات مختلف را شناسایی کند و امکان کنترل پهپاد با عضلات بازو را بر اساس حرکات یادشده هدایت کند. این بازوبند مجهز به الگوریتم‌های هوش مصنوعی نیز هست که مسیر حرکت
  گروهی از محققان دانشگاه ملی سنگاپور لباس هوشمندی ساختند که قابلیت شارژ بی‌سیم با استفاده از گوشی هوشمند را دارد و اطلاعات فیزیولوژیکی مانند حالت، سرعت دویدن و دمای بدن ورزشکاران را در هنگام فعالیت فیزیکی گردآوری می‌کند. در حال حاضر برای گردآوری این اطلاعات از ردگیرهای پوشیدنی کوچک استفاده می‌شود که با وجود کوچکی و سبکی، داده‌ها را تنها از یک نقطه بدن گردآوری می‌کنند و اطلاعات به دست آمده از آن‌ها برای دستیابی به یک درک معنادار
فلزی که در آب غرق نمی شود فلزی که در آب غرق نمی شود: محققان با الهام از عنکبوت های آبی و مورچه های آتشین نوعی ساختار فلزی ابداع کرده اند که در آب غرق نمی شود. محققان دانشگاه روچستر گفته اند: این ساختار به ساخت کشتی هایی که غرق نمی شوند و گجت های پوشیدنی کمک می کند که حتی پس از سوراخ شدن همچنان شناور می مانند. چونلی گائو محقق ارشد این پژوهش ابتدا از روش نوینی استفاده