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:

  یک مضراب یا اصطلاحا "پیک" نوری موسوم به "ōPik" برای نواختن مضراب نوری گیتار ساخته شده است که از ال‌ای‌دی‌های مادون قرمز برای تبدیل لرزش سیم‌ها به سیگنال خروجی استفاده می‌کند. مضراب نوری و جدید "ōPik" به جای استفاده از آهن‌رباها و سیم‌پیچ‌ها برای تبدیل حرکت سیم‌های گیتار به ولتاژ آنالوگ برای خروجی تقویت شده، از نور مادون قرمز برای گرفتن لرزش سیم‌ها استفاده می‌کند. طرح این مضراب نوری نخستین بار در سال ۲۰۱۷ مطرح شد و اکنون پس
  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
  محققان موفق به طراحی دو سلول خورشیدی برای بهره وری بیشتر شده اند که رکورد بهره وری را شکسته اند و از آنها برای تبدیل ۵۰ درصد از انرژی دریافتی خورشید به الکتریسیته استفاده شده است. سلول خورشیدی برای بهره وری بیشتر تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته به کار می‌روند، معمولاً بین ۲۰ تا ۳۰ درصد است. اما محققان آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر در کلرادوی آمریکا دو سلول خورشیدی ساخته‌اند که دارای بهره وری ۴۷.۱ درصدی هستند. سلول خورشیدی
یکی از شرکت‌های مستقر در پارک علم و فناوری دانشگاه تهران بانکداری مبتنی بر هوش مصنوعی را محقق کرد و انجام خدمات بانکی تنها با یک جمله امکان‌پذیر شد. دکتر هشام فیلی، مدیر عامل این شرکت فعال در حوزه هوش مصنوعی در گفت‌وگو با ایسنا، از رونمایی از پلتفرم نوآورانه «دیما» خبر داد و گفت: یکی از بانک‌های کشور از خدمات مبتنی بر هوش مصنوعی این پلتفرم نوآورانه استفاده می‌کند و فصل جدیدی از تحول دیجیتال در نظام بانکی کشور را
  اپل حق امتیاز اختراع یک دستگاه تاشو ثبت کرده که در آن از فناوری جدیدی برای جلوگیری از تا شدن و تاب برداشتن نمایشگر انعطاف پذیر در حالت باز استفاده می شود و با توجه به حق امتیاز اختراعی که اپل به تازگی در آمریکا ثبت کرده به نظر می رسد این شرکت قصد دارد یک نسخه از آیفون تاشو بسازد ( اپل موبایل با نمایشگر تاشو ). این حق امتیاز «دستگاه های الکترونیکی با نمایشگر انعطاف پذیر و
  محققان از تولید نوعی سلول خورشیدی فوق سبک منعطف و بسیار سبک خبر داده اند که در آینده برای تأمین انرژی ساعت‌های هوشمند قابل استفاده است. ساعت‌های هوشمند مبتنی بر سلول‌های خورشیدی روز به روز در حال محبوب تر شدن هستند و انتظار می‌رود استفاده گسترده از آنها با اختراع سلول خورشیدی فوق سبک و منعطف تسهیل شود. خروجی برق این سلول خورشیدی فوق سبک به ازای هر گرم برابر با ۹.۹ وات است. لذا از آن می‌توان برای
  یکی از شهرهای کشور انگلیس با مشارکت شرکت هیوندای در پروژه‌ای که هدف آن توسعه زیرساخت‌های عدم انتشار کربن است، میزبان اولین فرودگاه نسل بعدی وسایل نقلیه هوایی برقی و خودران خواهد بود. طی چند سال اخیر محبوبیت خودروهای پرنده افزایش یافته است و حتی شرکت‌های شهیری مانند "بوئینگ" و "پورشه" به دنبال تولید این وسایل نقلیه هستند. اکنون شهری در انگلیس در حال آماده شدن برای میزبانی از اولین فرودگاه جهان مخصوص خودروهای پرنده است. یک استارتاپ انگلیسی
  یک استارتاپ آمریکایی که مدیریت آن را دکتر "نیما گل‌شریفی"، دانشمند ایرانی بر عهده دارد، می‌گوید در حال کاری روی نوعی باتری است که قدرت آن از ضایعات هسته‌ای تامین می‌شود و دوام بالایی دارد. یک استارتاپ حوزه انرژی موسوم به "NDB" که دکتر "نیما گل‌شریفی"(Nima Golsharifi)، دانشمند ایرانی، مدیرعامل آن است، ادعا می‌کند که به پیشرفت‌هایی در فناوری باتری دست یافته و نوعی باتری ابداع کرده است که با قطعات کوچک ضایعات هسته‌ای کار می‌کند. به گفته NDB،
  محققان موفق به ساخت و اختراع ربات‌ زنجیری شده‌اند که در طول انجام ماموریت خود متوقف نمی‌شوند چرا که می‌توانند موانع موجود بر سر راه خود را به خوبی رد کنند. ربات‌ها به اشکال مختلفی حرکت می‌کنند. برخی با پا راه می‌روند و برخی دیگر روی چرخ‌های خود می‌چرخند و برخی نیز به شکل خزندگان برای حرکت می‌خزند، اما ربات‌ها بعضی از مواقع با یک مانع روبرو می‌شوند که آنها را از حرکت بازمی‌دارد. اکنون ربات زنجیری "RCTR" ابداع
  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
  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
  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