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:

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
  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
  یک ربات کوچک ساخته شده که با کمک نور «یو وی سی» سطوح خانه و آشپزخانه را پاکسازی و ضدعفونی می کند (پاکسازی و ضدعفونی خانه توسط ربات). پاکسازی و ضدعفونی خانه توسط ربات کوچکی ساخته شده که می‌تواند آشپزخانه و خانه را ضدعفونی کند. این ربات برای فرایند ضدعفونی و پاکسازی کردن از نور مافوق بنفش استفاده می‌کند. انرژی UVC بیشترین اثر میکروب کشی را دارد. این اشعه باکتری را از بین می‌برد و به آن اجازه تکثیر
  پژوهشگران "دانشگاه هاروارد" در بررسی جدید خود سعی کردند پارچه‌های هوشمندی ابداع کنند که قابلیت تغییر شکل و بازگشت به شکل اصلی خود را دارند. هر کس که تاکنون صاف کردن مو را امتحان کرده، می‌داند که آب دشمن این روند است. اگر مویی که به کمک گرما صاف شده است، با آب برخورد کند، در عرض چند دقیقه به حالت فر درمی‌آید زیرا مو حافظه مربوط به شکل دارد و ویژگی‌های آن، امکان تغییر شکل را در واکنش
  استودیوی جدید شرکت "هیوندای" موسوم به "New Horizons" به معنی "افق‌های جدید" روی طراحی خودروهایی به شکل فیلم مشهور ترانسفورماتورها یا تبدیل شوندگان کار خواهد کرد. شرکت "هیوندای" در نمایشگاه فناوری "CES 2019" چیزی شبیه به آنچه در یک فیلم علمی-تخیلی می‌بینیم را به نمایش گذاشت: یک وسیله نقلیه به نام "Elevate Ultimate Mobility" به معنای "وسیله نقلیه افراشته متحرک" که هر چرخ آن به یک پایه با قابلیت تنظیم ارتفاع متصل شده بود. اکنون "هیوندای" استودیویی به نام
نوآوری سامسونگ در صنعت تلفن همراه با صفحه‌نمایش دو طرفه نوآوری جدید سامسونگ در صنعت تلفن همراه با صفحه‌نمایش دو طرفه: در طی سال‌های اخیر، صفحات نمایش‌ دوگانه یا «dual displays» و نیز، صفحات نمایش انعطاف‌پذیر، از سوی شرکت‌های مختلفی مانند سامسونگ، اپل و «LG»، معرفی شده‌اند. تا پیش از معرفی فناوری جدید سامسونگ، نقطه اوج تغییر و تکامل گوشی‌های تلفن هوشمند را، در صفحات نمایش انعطاف‌پذیر شاهد بودیم؛ اما مطابق با ثبت اختراع جدید این شرکت کره‌ای، احتمالاً در
  محققان رکورد جدیدی را در زمینه پایدارترین انتقال سیگنال لیزری در جو ثبت کردند که می توان از آن برای آزمایش نظریه نسبیت عام اینشتین نیز استفاده کرد. دانشمندان مرکز بین‌المللی تحقیقات نجوم رادیویی(ICRAR) و دانشگاه وسترن استرالیا(UWA) رکورد جهانی جدیدی را در زمینه پایدارترین انتقال سیگنال لیزر از جو به ثبت رساندند. آنها دستیابی به این رکورد جهانی و چگونگی ترکیب فناوری "تثبیت کننده فاز" را با ترمینال‌های نوری خود هدایتگر پیشرفته در مطالعه‌ای که در مجله Nature
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
  یک استاد ایرانی دانشگاه نورث وسترن وصله هوشمندی برای رصد بیماران کرونایی ابداع کرده که با تحلیل عرق انسان می تواند نشانگرهای بدن را رصد کند. از این فناوری برای رصد نشانگرهای حیاتی مبتلایان به کرونا استفاده می شود. شرکت «اپیکور بیوسیستمز» وصله هوشمندی برای رصد بیماران کرونایی ساخته که قابلیت های مختلفی دارند. روزبه غفاری مهندس پزشکی زیستی، کارآفرین و استاد دانشگاه نورث وسترن موسس و مدیرارشد اجرایی این شرکت است. وصله هوشمندی برای رصد بیماران کرونایی این
  محققان موفق به تولید چسب زخم جدیدی شده اند که با کنترل میزان جذب اکسیژن در بافت پیوندی زده شده از شکست عمل‌های جراحی پیوند اعضا جلوگیری می‌کند. موفقیت عمل‌های جراحی پیوند اعضا و وادار کردن بافت‌های پیوند زده شده به فعالیت مانند بافت‌های عادی و اصلی همیشه فرایندی پرچالش بوده است و برای موفقیت در این زمینه تضمین اکسیژن رسانی به بافت پیوندی اهمیت زیادی دارد و حالا یک چسب زخم بزرگ بانداژ به کمک پزشکان آمده است.
  یک شرکت استارتاپی در بریتانیا شلوارک جدید دوچرخه سواری تولید کرده است که دارای حسگر و سیم‌هایی است که جریان الکتریکی را به سمت عضلات دوچرخه‌سوار می‌فرستد و باعث بهتر شدن عملکرد فرد می‌شود. در حالی که پیش از این از فناوری در جهت ارتقای تجهیزات دوچرخه‌سواری استفاده شده است، شلوارک‌های دوچرخه سواری بدون تغییر مانده‌اند به جز در برخی موارد مانند تغییر جنس پارچه. اما اکنون یک استارتاپ بریتانیایی به نام ایمپالس(Impulse) شلوارکی تولید کرده که با استفاده
  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