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:

  بازوی رباتیک محققان موسسه فناوری فدرال زوریخ از مجموعه بلندگوهای کوچکی استفاده می‌کند که صدا را در فرکانس‌ها و حجم‌های کاملاً کنترل شده منتشر می‌کند (برداشتن و انتقال اشیا توسط فشار فراصوتی) تا بتوانند یک شی را گرفته و حرکت دهند. پژوهشگران "موسسه فناوری فدرال زوریخ"(ETH Zurich) یک بازوی رباتیک توسعه داده‌اند که می‌تواند اشیاء را بدون لمس آنها و تنها با استفاده از فشار فراصوت(ultrasonic levitation) برداشته و جا به جا کند (برداشتن و انتقال اشیا). "مارسل شاک"(Marcel
  محققان دستبندی ساخته اند که میکروفون های موجود در بلندگوهای هوشمند را از کار می اندازد تا محاورات کاربر ثبت نشود (ابداع دستبندی که از ضبط صدای کاربر جلوگیری می کند). گاهی اوقات به دلیل شکاف های امنیتی در بلندگوهای هوشمند و دستگاه های دیگری که مجهز به میکروفون هستند، میکروفون ها روشن می ماند و محاورت کاربران ضبط می شود. در همین راستا محققان دانشگاه شیکاگو یک دستبند آزمایشی ساخته اند که با استفاده از امواج اولتراسونیک منتشر
  دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور موفق به ابداع یک غشای فوق جاذب به شکل کفی کفش شده‌اند که با جذب رطوبت و عرق پا از آبی به صورتی تغییر رنگ می‌دهد و می‌تواند منجر به ساخت فناوری‌های الکترونیکی پوشیدنی شود که از عرق بدن برای تامین نیرو استفاده کنند. عرق کردن بدن برای خنک نگه داشتن بدن مهم است، اما عرق ریزی بیش از حد نیز خوشایند نیست. اکنون محققان دانشگاه ملی سنگاپور(NUS) غشای جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند عرق
  محققان دانشگاه برکلی موفق به تولید بازوبند هوشمندی شده‌اند که قادر به شناسایی انواع حرکات دست است و راه را برای تولید پوشیدنی‌های هوشمند هموار می‌کند. سیستم‌های بصری رایانه‌ای تنها در صورتی قابل استفاده هستند که دست فرد همیشه در برابر انها قابل رؤیت باشد. اما این مساله همیشه ممکن نیست و گاهی نیز می‌تواند امنیت و حریم شخصی اشخاص را به خطر بیندازد. استفاده از دستکش‌های الکترونیک به عنوان یک راه حل جایگزین نیز می‌تواند هم کاربر را
  دانشمندان "دانشگاه پردو"(Purdue University) آمریکا در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه دستگاه قدرتمند تولید برق از پوست خرچنگ‌ها شده‌اند (دستگاه قدرتمند تولید برق). انشمندان دانشگاه "پردو" با استفاده از مواد حاصل از پوسته‌های خرچنگ مانند "کیتوسان"(Chitosan) روش جدیدی را برای قدرت دهی به حسگرهای پزشکی صفحه نمایش تلفن و سایر دستگاه‌ها ایجاد کرده‌اند. کیتوسان یک بیوپلیمر طبیعی فراوان حاصل از پوسته‌های سخت پوستان است. دانشمندان با استفاده از کیتوسان نانو ژنراتورهای برق مالشی را ایجاد کردند. نانو ژنراتورهای برق
لباسی برای شنیدن موسیقی لباسی برای شنیدن موسیقی: به نقل از دیلی میل، به تازگی گجت پوشیدنی ابداع  شده که صوت را به احساسی قابل درک برای افراد ناشنوا تبدیل می کند. به تازگی گجت پوشیدنی ابداع شده که صوت را به احساسی قابل درک برای افراد ناشنوا تبدیل می کند که این لباس ساوند شرت(Sound Shirt )نام دارد و در حقیقت نوعی پارچه است که در آن ۱۶ حسگر تعبیه شده است. این حسگرها احساس های مرتبط با موسیقی
  نور مرئی در طبعیت اهمیت زیادی دارد. این نور توسط چشم انسان قابل رویت است و یکی از شدیدترین نورهایی است که از خورشید منتشر می‌شود و به سطح زمین می‌رسد و عنصری اساسی برای فرآیندهای زیستی زیربنای حیات است. تولید نور مرئی منسجم مانند نور لیزر که برای مدت کوتاهی شدت می‌گیرد، کار دشواری است. این گروه برای تولید نور مرئی در مقیاس زمانی فمتوثانیه از لیزر صنعتی که در اکثر آزمایشگاه‌ها وجود دارد، استفاده کردند. آن‌ها دریافتند
  شرکت "بوئینگ" قطعات هواپیماهای قدیمی را به شکل سرویس مبلمان در می‌آورد که بین ۵۵۰۰ تا ۱۹۵۰۰ دلار قیمت دارند. آیا دلتان برای آن حس آزادی هنگام بلند شدن از زمین با هواپیماهای قدیمی تنگ شده است؟ از زمانی که ویروس کرونا جهان را درگیر خود کرده است، بسیاری از ما همین احساس دلتنگی را داریم. اکنون "بوئینگ" در ابتکاری جدید سعی در کاهش این دلتنگی دارد. این شرکت در حال ساخت و فروش مبلمان ساخته شده از قطعات هواپیماهای
  محققان دانشگاه "تسینگهوا" در چین موفق به ساخت ربات کوچکی شده اند که می‌تواند زخم معده را با چاپ سلول‌های زیستی بر روی زخم، درمان کند. زخم های باز روی دیواره معده در صورت عدم درمان می‌توانند به مشکل بزرگی بدل شوند و گاهی به عمل جراحی نیاز دارند. با این وجود، در آینده نه چندان دور ممکن است یک ربات کوچک بتواند سلول های جدیدی را درون بدن بر روی این زخم ها "زیست چاپ"(bioprint) کند. در حالی
  سامسونگ طرح اولیه یک موبایل تاشو را رونمایی کرده که مانند صدف از وسط و به طور افقی تا می شود و همچنین این موبایل دارای لولایی مخفی است. موبایل تاشو با لولای مخفی از سامسونگ این دستگاه ( موبایل تاشو ) احتمالا« سامسونگ گلکسی فولد۲» یا یک موبایل جدید است که پیش بینی می شود این موبایل دارای لولای مخفی است و تخمین زده می شود این شرکت در سال آینده ۲ موبایل تاشو رونمایی کند که یکی
  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
  یک فناوری ابداع شده که باعث هوشمند شدن عینک های معمولی می شود و با کمک این فناوری کاربر بدون نگاه کردن به موبایل یا ساعت هوشمندش، نوتیفیکیشن ها را می بیند و می تواند با چشمانش از اپلیکیشن ها استفاده کند. شرکت بوش این سیستم را ( هوشمند شدن عینک های معمولی ) Bosch Smartglasses Light Drive نام گذاری کرده و می توان آن را روی قاب هر عینکی نصب کرد تا هولوگرام هایی از عناصر مختلف تعبیه