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:

  محققان ساخت ربات پرنده‌ای را طراحی کرده اند که به اندازه یک سکه یک سِنتی است و می‌تواند راه برود و پرواز کند و بر سطح آب شناور شود که از این ربات می‌توان در ماموریت‌های امداد و نجات و یا گرده‌افشانی استفاده کرد. این ربات پرنده که RoboFly نام دارد، با الهام از حشرات ساخته شده است و می‌تواند کارهای مختلفی انجام دهد، در ساخت ربات بدنه از فیبر کربن ساخته شده و دارای لولاهای نازک پلاستیکی است
  محققان سنگاپوری از تولید دستگاهی کوچک و قابل حمل خبر داده‌اند که می‌تواند به صورت سه بعدی از پوست تصویربرداری کند تا مداوای بیماری‌های پوستی تسهیل شود. وقتی افراد به بیماری‌های پوستی نظیر اگزما مبتلا می‌شوند مشاهده تمامی برجستگی‌ها و شیارهای کوچک در منطقه آسیب دیده به درمان چنین بیماری‌هایی کمک می‌کند. دستگاه جدید می‌تواند تمامی سطح آسیب دیده پوست را در عرض چند دقیقه به صورت سه بعدی اسکن کند. برای استفاده از این دستگاه ابتدا دست بر
یک فناوری جدید «ژن‌درایو» ویرایش ژن کریسپر برای باکتری‌ها می‌تواند مقاومت آنتی‌بیوتیکی را معکوس کند. به گزارش ایسنا، مقاومت آنتی‌بیوتیکی (AR) در سال‌های اخیر به سرعت افزایش یافته و به یک وضعیت اضطراری جدی سلامت جهانی تبدیل شده است. باکتری‌های بیماری‌زا به طور مداوم سازگار می‌شوند و راه‌های جدیدی برای زنده ماندن در برابر درمان‌هایی که قبلا آن‌ها را از بین می‌برد، پیدا می‌کنند. در نتیجه، «ابر باکتری‌های» مقاوم به دارو گسترش می‌یابند و پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تا سال
  یک استارتاپ ایتالیایی با استفاده از نانوذرات، فیلم لایه نازکی ساخته است که می‌توان آن را روی پنجره‌ها استفاده کرد و با این کار به تولید انرژی کمک کرد (پنجره‌های خورشیدی با کمک نانوذرات). شرکت گلس‌ توپاور استارتاپ ایتالیایی فناوری متمرکز کننده نور خورشید را ارائه داده است که می‌توان آن را در عناصر ساختمان نظیر پنجره‌ها استفاده کرد، در این فناوری از نانوذرات موسوم به کروموفور استفاده شده است که به لطف مهندسی مناسب، فرایند جذب و انتشار
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شده‌اند نوعی غشای نانویی بر پایه نانوبلورهای سلولزی (CNC) را طراحی کنند که می‌تواند سه ویژگی کلیدی در فرایند شیرین‌سازی آب یعنی استحکام مکانیکی، نفوذپذیری آب و حذف نمک را به‌صورت هم‌زمان بهبود دهد؛ قابلیتی که سال‌ها یکی از بن‌بست‌های فناوری غشاء بوده است. به گزارش ایسنا، در این طرح، با بررسی دقیق نسبت طول به قطر نانوبلورهای سلولزی و میزان بارگذاری آنها، ساختاری فراگیر و شبکه‌ای موسوم به «شبکه فراپیوندی درهم‌تنیده» (PIN) ایجاد شد که
پژوهشگران کره‌جنوبی موفق به توسعه یک سامانه جدید برای ذخیره‌سازی هوا و تبدیل آن به الکتریسیته شدند. به گزارش ایسنا، گروهی از دانشمندان کره‌جنوبی برای اولین بار در این کشور به رکورد ذخیره‌سازی هوای مایع در مقیاس بزرگ دست یافته و روزانه ۱۰ تن هوای مایع تولید می‌کنند. آنها راهی نوین برای ذخیره‌سازی انرژی پاک پیدا کردند و می‌توانند آن را هر زمان که لازم باشد به برق تبدیل کنند. به نقل از آی‌ای، دانشمندان «مؤسسه‌ ماشین‌سازی و مواد کره‌جنوبی»(KIMM)
  یک شرکت که دریچه و سوپاپ های جایگزین چاپ سه بعدی برای ماسک های تنفس مصنوعی یا ونتیلاتورها می سازد (عینک هوشمند)، شگفتی دیگری با فناوری چاپ سه بعدی اختراع کرده است که یک تبدیل شونده است که ماسک تنفس زیر آب یا غواصی را به ماسک تنفسی تبدیل می‌کند. فناوری چاپ سه بعدی ترفندهای جدیدی را برای کمک به کنترل شیوع کروناویروس جدید به ارمغان می آورد. اکنون یک شرکت ایتالیایی که دریچه و سوپاپ جایگزین چاپ سه
هورمون جنسی استروژن نقش مهمی در سلامت و باروری زنان دارد. سطح بالای استروژن در بدن با سرطان‌های پستان و تخمدان همراه است، در حالی که سطح پایین استرادیول می‌تواند منجر به پوکی استخوان، بیماری قلبی و حتی افسردگی شود. (استروژن دسته‌ای از هورمون‌ها است که استرادیول به‌عنوان مهمترین شکل آن است). استرادیول همچنین برای خصوصیات جنسی ثانویه در زنان و تنظیم چرخه تولید مثل ضروری است. به‌دلیل عملکردهای فراوان، هورمون استرادیول اغلب به طور خاص توسط پزشکان به‌عنوان بخشی
تیمی از پژوهشگران ایرانی با بهره‌گیری از نانوساختار اُپال معکوس اکسید تیتانیوم موفق به طراحی فتوآندهای پروسکایتی CsPbBr₃ با کارایی و پایداری کم‌نظیر شدند. این دستاورد نوآورانه در حوزه فناوری‌های نانو می‌تواند روند تولید هیدروژن سبز از طریق شکافت آب فتوالکتروشیمیایی (PEC-WS) را متحول کند و گامی مهم در مسیر توسعه انرژی‌های پاک در ایران و جهان باشد. به گزارش ایسنا، افزایش مداوم غلظت دی‌اکسیدکربن در جو و وابستگی شدید جهان به سوخت‌های فسیلی، بحران انرژی و محیط‌زیست را به یکی
ایمپلنت مغزی سه‌بعدی شناور محققان چینی با استفاده از هنر اوریگامی می‌تواند از انقباض نخ مشاهده شده در ایمپلنت‌های دیگر نظیر «نورالینک» جلوگیری کند. به گزارش ایسنا، محققان چینی از ایمپلنت‌های مغزی الهام گرفته از کیریگامی رونمایی کردند که با بافت متحرک، خم می‌شوند. کیریگامی(kirigami) گونه‌ای از اوریگامی است که از ژاپن سرچشمه گرفته و در آن به جای تنها تا کردن کاغذ، با بریدن کاغذ به ساختن اثر می‌پردازند. محققان چینی یک ایمپلنت مغزی جدید نرم و کشسان را با الهام از هنر
  پژوهشگران کانادایی، مسیر سلولی جدیدی را شناسایی کرده‌اند که می‌تواند رشد و گسترش تومورهای مغزی را محدود کند. پژوهشگران "دانشگاه مک‌گیل"(McGill University) کانادا، یک مسیر سلولی جدید را شناسایی کرده‌اند که با کنترل بازیابی پروتئین‌های گیرنده سطح سلول، رشد و گسترش تومورهای مغزی را محدود می‌کند. این پژوهش نشان می‌دهد این مسیر سلولی که پروتئینی موسوم به "Rab35" را شامل می‌شود، در بیماران مبتلا به گلیوبلاستوما معیوب است و بازیابی فعالیت Rab35 می‌تواند یک راهبرد درمانی جدید برای این
  شرکت کانادایی الکترامکانیکا از تولید خودروی برقی سه چرخ فشرده خبر داده که مناسب استفاده در شهرهای بزرگ و پرترافیک است. بر اساس اطلاعات منتشر شده توسط اداره آمار ایالات متحده حدود ۹۰ درصد از آمریکایی‌ها به تنهایی رانندگی می‌کنند و بنابراین تولید و ساخت خودروی فشرده برقی می‌تواند رفت و آمدها را در این کشور تسهیل کند. خودروی برقی یادشده که سولو ای وی نام دارد، در جلو دارای دو چرخ و در عقب دارای یک چرخ بوده