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:

  هنگامی که از لنزهای تماسی استفاده می‌کنیم انتظار داریم بینایی ما بهبود یابد اما شاید بتوان با این لنزها علائم حیاتی بدن را نیز بررسی کرد. براساس مقاله‌ی جدیدی که در مجله‌ی "Biomedical Engineering" منتشر شده است، لنز تماسی نرم و شفاف جدیدی که با موفقیت بر روی چندین داوطلب آزمایش شده است می‌تواند فشار داخل چشم (IOP) را به‌وسیله‌ی تلفن همراه در زمان واقعی اندازه‌گیری کند. از همه‌ مهم‌تر اینکه این دستگاه توانست به طور بی‌سیم تمامی عملکردهای
  پژوهشگران سوئدی، ماده جدید جایگزین بافت انسانی ابداع کرده‌اند که می‌تواند جایگزین بافت انسانی در فناوری‌های حوزه پزشکی باشد. پژوهشگران سوئدی، ماده جدیدی شبیه به لاستیک ابداع کرده‌اند که ویژگی‌های منحصر به فردی دارد و می‌تواند جایگزین خوبی برای بافت انسانی در مراحل فناوری پزشکی باشد. این ماده جدید می‌تواند تحول مهمی در زندگی انسان‌ها ایجاد کند. با پیشرفت محصولات حوزه فناوری پزشکی، تقاضا برای مواد طبیعی که مناسب ادغام با بدن هستند، بالا می‌رود. به کار بردن این
  پژوهشگران دانشگاه "ام.آی.تی" نوعی پوشک هوشمند ابداع کرده‌اند که به یک حسگر مجهز است و می‌تواند والدین را از هشدار رطوبت توسط پوشک هوشمند بیش از حد آگاه کند. پوشک خیس برخی از نوزادان، دلیل سروصدای آنها و تقاضای تعویض آن است در حالی که امکان دارد سایر نوزادان بدون شکایت از این شرایط خوشحال به نظر برسند اما اگر پوشک بیش از اندازه خیس بماند و تعویض نشود می‌تواند به بروز سوزش و ناراحتی نوزاد و والدین او
  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
هفتمین جشنواره ایده‌های برتر استان البرز   هفتمین جشنواره ایده‌های برتر و نمایشگاه دستاوردهای پژوهشی، فناوری و فن بازاراستان البرز همزمان با بزرگداشت هفتۀ پژوهش و فناوری در استان البرز در آذر ماه 1399 در استان البرز برگزار خواهد شد. یکی از برنامه‌های جانبی این جشنواره شناسایی، معرفی و تجلیل از ایده‌های برتر در هفتمین جشنواره ایده‌های برتر استان البرز است. معرفی هفتمین جشنواره و نمایشگاه دستاوردهای پژوهشی، فناوری و فن بازار استان البرز همزمان با بزرگداشت هفتۀ پژوهش و
  خودکاری که تمام نمی‌شود یک قلم موسوم به «اُمگا» با نوکی از جنس یک آلیاژ فلزی خاص و بدنه آلومینیومی "آندیزه"(anodized) شده به گونه‌ای طراحی شده است که نیازی به جوهر برای نوشتن ندارد. ما در عصری زندگی می‌کنیم که ارتباطات دیجیتال به شکل وسیعی جای جوهر را گرفته است و تغییری که بدون شک زندگی را در دنیای پرسرعت امروزی که در آن ایمیل جای نامه‌نگاری را گرفته است، آسان می‌کند (خودکاری که تمام نمی‌شود). اما با این
  گروهی از محققان ژاپنی یک پوست مصنوعی برای ربات‌ها ایجاد کرده‌اند که درد را احساس می‌کند (ساخت پوست مصنوعی که درد را حس می‌کند). گروهی از محققان در ژاپن روی یک پوست مصنوعی کار می‌کنند که می‌تواند به ربات‌ها کمک کند تا با انسانها همدردی کنند که این امر می‌تواند باعث شود ربات‌ها از ماشین‌های بی‌روح به موجودات زنده واقعی تبدیل شوند. یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه اوزاکا در ژاپن روی یک پوست مصنوعی کار می‌کنند که می‌تواند به
  محققان دانشگاه فنی و طراحی سنگاپور با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی و سلول‌های بنیادی راهکاری جدید ابداع کردند که امکان تولید سلول‌های قلب را با دقت بالا در اختیار می‌گذارد. محققان با استفاده از این فناوری توانستند فرایند تولید سلول‌های کاردیو میوسیت را که در قلب وجود دارند، با دقت بالایی اجرا کنند. تمام انسان‌ها از یک سلول پدید می‌آیند و این سلول‌ها در نتیجه تقسیم سلولی، جنین را تشکیل می‌دهند. در مراحل بعدی هر گروه از
  گروهی از محققان ابزاری ساخته‌اند که با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی برای کاهش سطح قند خون و تقویت واکنش بدن نسبت به انسولین، وضعیت دیابت بیمار را از راه دور مدیریت می‌کند. برای بسیاری از بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲، نگه داشتن قند خون در سطح سالم یک کار دشوار است که شامل نظارت منظم و تزریق انسولین می شود، اما محققان به دنبال یافتن روش های راحت تری برای مدیریت این بیماری هستند. اکنون یک گروه تحقیقاتی
  محققان با استفاده از ساختار ساندویچی لایه‌نازک، حسگرهای فشاری با حساسیت بالا ساختند که انعطاف‌پذیر بوده و با حساسیت بالا می‌تواند سیگنال‌های الکتریکی ایجاد کند. به تازگی مقاله‌ای با عنوان High-performance zero-standby-power-consumption-under-bending pressure sensors for artificial reflex arc در نشریه Nano Energy به چاپ رسیده که در آن محققان جزئیات مربوط به ساخت حسگرهای فشاری با حساسیت بالا را منتشر کرده‌اند. یکی از مزیت‌های حسگرهای فشاری با حساسیت بالا، مصرف صفر انرژی در حالت آماده به کار است و
  یک شرکت روسی مشغول آزمایش نمونه اولیه تاکسی پرنده ای است که قابلیت حمل دو نفر یا بار را دارد. شرکت روسی «هاورسافت» تاکسی پهپاد هاور را در ماه جاری میلادی آزمایش کرده است. این وسیله نقلیه می‌تواند مسافر و محموله را حمل و جابه جا کند. این پهپاد تاکسی پرنده به اندازه یک خودروی صندوق دار معمولی (۵ در ۱.۶ متر) است و می‌تواند با یک بار شارژ مسافت ۱۰۰ کیلومتر را طی کند.هاور نیازمند باند مخصوص پرواز
دانشمندان موفق به ساخت ذراتی میکروسکوپی شده‌اند که می‌توانند مانند موجودات زنده حرکت کنند، شکل خود را تغییر دهند و به فرمان میدان‌های الکتریکی جهت بگیرند. به گزارش ایسنا، دانشمندان موفق به ساخت ذراتی میکروسکوپی شده‌اند که می‌توانند مانند موجودات زنده حرکت کنند، شکل خود را تغییر دهند و به فرمان میدان‌های الکتریکی جهت بگیرند. این دستاورد نوین، چشم‌انداز تازه‌ای برای ساخت میکروربات‌های پزشکی گشوده است؛ ربات‌هایی که در آینده می‌توانند دارو را به نقاطی از بدن برسانند که دسترسی