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:

  حق امتیاز اختراع دو موبایل منتشر شده است که دارای نمایشگرهایی هستند که کل دستگاه را در بر می گیرد. شیائومی در اواخر ۲۰۱۹ میلادی طرح اولیه موبایل را رونمایی کرد که Mi Mix Alpha نام داشت و نمایشگر آن به طور کامل دستگاه را در بر گرفته بود. طبق گزارش وب سایت«لتس گو دیجیتال» شیائومی حق امتیاز مذکور را در پایان ۲۰۱۹ میلادی در چین ثبت کرده و اسناد آن در یکم ژانویه ۲۰۲۱ میلادی منتشر شده است.
دو شرکت تایلندی گرافنیکس (Graphenix) و کلین‌تک (KleanTeQ) طی یک همکاری تازه، خط تولید نوآورانه‌ای از پوشاک ورزشی و سبک‌زندگی عرضه کرده‌اند که از فناوری گرافن برای بهبود عملکرد، محافظت و تنظیم حرارتی بهره می‌گیرد. این مجموعه قرار است لباس‌های هوشمند و کارآمد برای ورزشکاران حرفه‌ای و مصرف‌کنندگان فعال فراهم آورد و استاندارد تازه‌ای در صنعت پوشاک ورزشی تایلند ایجاد کند. به گزارش ایسنا، صنعت پوشاک ورزشی تایلند در آستانه یک تغییر بزرگ قرار گرفته است. دو شرکت گرافنیکس که به
  محققان دانشگاه واشنگتن در سن لوییس آمریکا یک برچسب جدید مجهز به میکروسوزن ساختند که روی پوست قرار می‌گیرد و از نشانگرهای زیستی مختلف در بدن نمونه‌گیری می‌کند. این فناوری ارزان قیمت به سادگی توسط متخصصان و بیماران مورد استفاده قرار می‌گیرد و نیاز به مراجعه به بیمارستان و نمونه‌گیری خون به روش‌های متداول را از بین می‌برد. این مایعات که حاوی نشانگرهای زیستی هستند، با استفاده از روش‌های متداول مانند استفاده از فلوروسنت مورد تجزیه و تحلیل قرار
  در جهانی که ماسک زدن در آن به علت شیوع ویروس کرونا اجباری شده، هر روز شاهد ظهور خلاقیت‌های تازه‌ای هستیم و این بار ماسک دارای هدفون از راه رسیده است. پیش از این ال جی ماسک مجهز به تصفیه هوا و دارای فن را عرضه کرده بود و یک شرکت ژاپنی نیز ماسکی تولید کرده بود که قادر به ترجمه محتوای ۸ زبان بود. حالا شرکت ماسک فون ماسکی ۵۰ دلاری عرضه کرده که برای اولین بار مجهز
  باتری‌های روی – هوا ظرفیت کمی برای ذخیره سازی انرژی دارند و از سوی دیگر شارژ آنها ساده نیست و به طور مکانیکی صورت می‌گیرد. اما یک تحول مهم در این زمینه رخ داده است. محققان آلمانی ترکیبی جدید از روی - هوا را برای تولید باتری‌های مذکور به کار گرفته‌اند که بهره‌وری و قابلیت شارژ مجدد باتری‌های یادشده را افزایش می‌دهد. مشکل این باتری‌ها آن است که آند روی پس از اکسید شدن کاملاً مصرف شده و این
  یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران، ابزار جدیدی برای تصویربرداری ابداع کرده‌اند که در مغز کاشته می‌شود. تقاضا برای ابزاری که به متخصصان علوم اعصاب امکان می‌دهد تا فعالیت‌های مغز را ثبت کنند، بسیار زیاد است. پژوهشگران به طور سنتی، از روش‌هایی مانند "تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی" یا "اف‌ام‌آرآی"(fMRI) استفاده می‌کنند اما این روش نمی‌تواند فعالیت عصبی را با وضوح مکانی بالا یا در افراد در حال حرکت ثبت کند. در سال‌های اخیر، یک فناوری موسوم به "اپتوژنتیک"(Optogenetics)، موفقیت قابل
خودروی نانویی چوبی خودروی نانویی چوبی: وزارت محیط‌ زیست ژاپن با همکاری دانشگاه کیوتو اقدام به ساخت خودرویی از جنس نانوسلولز کرده است که وزن کمتر و در عین حال قدرت بیشتری نسبت به خودروهای فولادی دارد. وزارت محیط‌ زیست ژاپن خودرویی از چوب تولید کرده که آن را «خودرو نانوسلولزی» نام گذاشته است. این خودرو از سلولز نانوفیبری مبتنی بر چوب ساخته شده است و سلولز نانوفیبری یک پنجم نسخه فولادی وزن دارد ولی قدرت آن پنج برابر است
  پهپادی که با اسلحه شلیک می‌شود در سال‌های اخیر انواع مختلفی از پهپادها با کاربرد نظامی تولید شده اند، اما به تازگی نوع جدیدی از پهپاد شناسایی طراحی شده که با اسلحه نارنجک انداز ۴۰ میلیمتری به هوا پرتاب می‌شود. این سیستم جدید شلیک پهپاد که سیستم هوایی بدون سرنشین نارنجک انداز نام گذاری شده، در یکی از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی ارتش آمریکا ابداع شده است. پهپادی که با اسلحه شلیک می‌شود یک باتری کوچک انرژی مورد نیاز این پهپاد
  ماسک "C-Thru" نام یک مجموعه کلاه ایمنی آتش‌نشانان شامل کلاه و ماسک مخصوص آتش‌نشانی است که مجهز به یک دوربین حرارتی و یک نمایشگر "هاد"(HUD) یا نمایشگر سر بالا است تا دید حرارتی را در اختیار آتش‌نشانان قرار دهد. تیم‌های آتش‌نشانی مجبور به حمل وسایل به شکل دستی به منظور کمک به آنها در شرایط سخت و محیط‌های پر از دود هستند تا اینکه یک شرکت آمریکایی به نام "Qwake" با فراهم کردن دید حرارتی در یک صفحه نمایش
دبیر ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی در نشست هم‌اندیشی مدیران گروه شناختی مراکز دانشگاهی کشور در تهران، از راه‌اندازی پایگاه ملی داده‌های شناختی برای سازماندهی داده‌ها در کشور خبر داد. به گزارش ایسنا، عطاءاله پورعباسی اظهار کرد: ایجاد زیست‌بومی فعال از علم، فناوری و نوآوری در حوزه‌های شناختی از اهداف این ستاد است تا ضمن ارتقای پژوهش‌های ملی، به بهبود کیفیت زندگی، آموزش و حفظ و ارتقای سلامت شناختی جامعه کمک شود. وی تصریح کرد: توسعه دانش شناختی، تهیه و
  محققان انگلیسی یک بانداژ مخصوص توسعه داده‌اند که به ترمیم استخوان‌ها می‌پردازد. مدتی است که می‌شنویم موادی مانند داربست(scaffold) در محل شکستی استخوان کاشته می‌شوند و سلول‌های استخوانی بدن را به فعالیت واداشته تا شکستگی را التیام بخشد. در این راستا، محققان انگلیسی بانداژی توسعه داده‌اند که ممکن است همین کار را انجام دهد. زمانی‌ که بانداژ توسط جراحی، در محل شکستگی استخوان کاشته می‌شود، زمان بهبودی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. محققان دانشگاه "کینگز" لندن یک "بانداژ
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