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:

مدیرعامل یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان فعال در حوزه پلیمر با اعلام تجاری‌سازی کامپاندهای آنتی‌باکتریال حاوی نانوذرات، گفت: این محصولات بدون اتکا به مواد شیمیایی سمی، امکان افزایش ایمنی، بهداشت و پایداری انواع پلیمرهای مورد استفاده در صنایع مختلف را فراهم کرده‌اند. به گزارش ایسنا، مهندس احمد یاوری، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان با اشاره به رشد تقاضا برای مواد پلیمری با ویژگی‌های بهداشتی و مقاوم در صنایع مختلف، از توسعه و تولید انواع مستربچ‌ها و کامپاندهای نانویی پیشرفته در این شرکت
  گروهی از محققان بانداژی زیست تجزیه پذیر ابداع کرده اند که حاوی پروتئین های تشکیل دهنده استخوان است و با چسباندن آن روی محل شکستگی، درمان آن را تسریع می کند. نوع جدیدی از بانداژ توسعه یافته که می تواند با پیوند زدن پروتئین های تشکیل دهنده استخوان و سلول های بنیادی در محل شکستگی، آن را درمان کند. در حقیقت بانداژ مذکور حاوی ماده زیستی به نام Wn۳a است که به محل شکستگی استخوان می چسبد و فرایند
مسواک زدن دقیق با هوش مصنوعی مسواک زدن دقیق با هوش مصنوعی: شرکت اورال بی از مسواکی مجهز به هوش مصنوعی رونمایی کرده است که به یک اپلیکیشن موبایل متصل می شود و به فرد نشان می دهد هر قسمت از دندان ها را چه مدت مسواک زده و آن را رتبه بندی می کند. این مسواک  Oral-B Genius X نام دارد و به وسیله بلوتوث به اپلیکیشنی در موبایل کاربر متصل می شود و هنگامیکه کاربر مسواک زدن را
  یک شرکت هلندی نوعی پهپاد یا هگزاکوپتر تولید کرده که می‌تواند تا ۲۰ کیلوگرم بار را حمل کند. شرکت هلندی "Acecore Technologies" یک هگزاکوپتر به نام "نوآ"(Noa) تولید کرده که می‌تواند تا ۲۰ کیلوگرم وزن را بلند کند. این پهپاد یا هگزاکوپتر دارای شش پروانه ۲۸ اینچی(۷۱۱ میلی‌متر) است که با فیبر کربن تقویت شده و اسکلت آن کربنی است. برای محافظت این پهپاد از باران شش موتور آن به طرز وارونه جای‌گذاری شده‌اند. در نتیجه، نوآ می‌تواند زیر
  محققان دانشگاه اوپسالا(Uppsala) یک باتری پروتون ارگانیک برای تسریع شارژ باتری تولید کرده‌اند که تقریباً به اندازه باتری‌های دکمه‌ای است و می‌تواند تنها ظرف چند دقیقه به طور کامل شارژ شود. محققان دانشگاه "اوپسالا" نوع جدیدی از باتری پروتون آزمایشی را ساخته اند که با اجزای کاملاً ارگانیک(آلی) ساخته شده و بسیار سازگار با محیط زیست است. علاوه بر این، این باتری را می توان در عرض چند دقیقه شارژ کرد و در دماهای بسیار پایین نیز عملکرد دارد
  یک شرکت تجاری از تولید ربات‌های پلیس برای گشت زنی خبر داده که برای شناسایی افراد معترض و ایجاد امنیت در اماکن عمومی قابل استفاده هستند. شرکت نایت اسکوپ ربات‌های پلیسی را تولید کرده که دارای چهار چرخ هستند و هم می‌توانند به سرعت گشت زنی کنند و هم به صورت عمودی و با استفاده از دو چرخ به حرکت درآیند. ربات‌های یادشده برای مقابله با معترضان و تظاهرات نیز قابل استفاده هستند و از جمله می‌توان از آنها
  پژوهشگران "دانشگاه توکیو"، حسگرهایی ابداع کرده‌اند که می‌توانند امکان انعطاف‌پذیری ربات‌ها را بیشتر فراهم کنند. ربات‌ها را می‌توان از مواد نرم ساخت اما انعطاف‌پذیری چنین ربات‌هایی محدود به استفاده از حسگرهای سفت و سختی است که برای کنترل آنها ضروری هستند. پژوهشگران "دانشگاه توکیو" (UTokyo)، حسگرهایی ابداع کرده‌اند که می‌توانند عملکرد حسگرهای معمول را داشته باشند اما انعطاف‌پذیری ربات‌ها را به میزان بیشتری به ارمغان بیاورند. انعطاف‌پذیری ربات‌ها می‌توانند با کمک این حسگرهای جدید، سازگارتر و منعطف‌تر از ربات‌هایی
  پژوهشگران دانشگاه صنعتی نانیانگ(Nanyang Technological University) سنگاپور در مطالعه اخیرشان یک فرایند تخمیر مبتنی بر پسماند میوه‌ها و غذاهای دریایی را برای خارج کردن کیتین از پوسته‌های سخت‌پوستان توسعه داده‌اند که این روش باعث می‌شود پلیمر کیتین (Chitin) با کیفیت‌تری تولید شود. کیتین موجود در پوسته‌های سَخت‌پوستان (پسماند میوه‌ها و غذاهای دریایی)، یک پلیمر طبیعی است. کیتین، مشتقی از گلوکز است و در جانداران متنوعی یافت می‌شود. این ماده سازنده اصلی دیواره سلولی قارچ‌ها، اسکلت خارجی بندپایانی چون خرچنگ‌ها
  یک پرینتر جیبی برای چاپ عکس های موبایل به بازار عرضه شده است. شرکت پولاروید به تازگی یک پرینتر جیبی به نام Hi-Print عرضه کرده که می تواند عکس های موبایل را در کمتر از یک دقیقه در ابعاد ۲.۳ در ۳.۴ اینچ چاپ کند. این عکس ها را می توان به در کمد، لبه لپ تاپ، کوله پشتی یا در دفتر خاطرات چسباند. همچنین کاربر با کمک اپلیکیشن مربوطه می تواند فیلتر، روکش ها، قاب و متن را
  دانشمندان دانشگاه "فلوریدا" موفق به ساخت آشکارسازهای اشعه ایکس قابل خم شدن و بدون سرب شده اند و در مرحله بعدی قصد دارند آن را به یک محصول تجاری موجود در بازار تبدیل کنند. گروهی از محققان در دانشگاه ایالتی فلوریدا به ماده جدیدی که قابل انعطاف است، دست یافته اند که می تواند به صورت آشکارساز اشعه ایکس ساخته شود. به علاوه اینکه این دستگاه ها در مقایسه با دستگاه های موجود با عملکرد مشابه، برای محیط زیست
  مهندسان یک شرکت انگلیسی نمونه اولیه واگن قطاری را توسعه داده اند که ظرفیت ۶۰ نفر را دارد و با گاز زیستی حرکت می کند. گروهی از مهندسان شرکت «اولترالایت ریل پارتنرز» معتقدند قطارها به جای گازوئیل می توانند با گاز تولید شده از زباله های انسانی، حیوانی و همچنین غذاهای دورریز حرکت کنند. آژانس تأمین بودجه تحقیقات «Innovate UK» در انگلیس با پرداخت ۶۰ هزار پوند از این طرح پشتیبانی کرده است. البته این دومین کمکی است که
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