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:

  ملخ‌ها نیز مانند سگ‌ها از توانایی منحصر به فردی برای بو کشیدن برخوردارند و با توجه به جثه کوچکشان می‌توان به راحتی از آنها برای کشف مواد منفجره استفاده کرد. گروهی از محققان آمریکایی با قراردادن یک ملخ بر روی یک ربات متحرک و بررسی علائم مغزی ملخ‌ها به سادگی موفق به شناسایی موقعیت مواد منفجره شده‌اند. ملخ‌ها می‌توانند بوی مواد منفجره را در هوا حس کنند و از این طریق به سمت محل قرارگیری آنها حرکت کنند و
محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با بهره‌گیری از فناوری نانو و طراحی دقیق سطح غشاهای پلیمری توانسته‌اند بازده فرایند آب‌شیرین‌کن خورشیدی را به بیش از ۹۳ درصد برسانند. به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با بهره‌گیری از فناوری نانو و طراحی دقیق سطح غشاهای پلیمری توانسته‌اند بازده فرایند آب‌شیرین‌کن خورشیدی را به بیش از ۹۳ درصد برسانند. این دستاورد با تغییر ساختار سطح غشاهای پلی‌وینیلیدن فلوراید (PVDF) و افزودن نانوذرات کربن حاصل شده است؛ سطحی متخلخل و خشن که نور
  ایرباد ضدآب استفاده از ایرباد ضدآب راه بسیار مناسبی برای حذف صداهای اطراف است اما این محصول در محیط‌های پر سر و صدا مانند خیابان‌های شلوغ و یا هنگام عبور هواپیما احساس چندان خوشایندی را برای کاربر فراهم نمی‌کند. ولی ایرباد ضدآب "HUB" صداهای مزاحم اطراف را کاملا از بین می‌برد و تنها صدای مد نظر کاربر را برای وی قابل شنیدن می‌کند. در واقع ایربادهای قدرتمند "HUB" از موادی ساخته شده که کیفیت صدا و ویژگی‌های بسیار خوبی
  محققان موفق به تولید چسب زخم جدیدی شده اند که با کنترل میزان جذب اکسیژن در بافت پیوندی زده شده از شکست عمل‌های جراحی پیوند اعضا جلوگیری می‌کند. موفقیت عمل‌های جراحی پیوند اعضا و وادار کردن بافت‌های پیوند زده شده به فعالیت مانند بافت‌های عادی و اصلی همیشه فرایندی پرچالش بوده است و برای موفقیت در این زمینه تضمین اکسیژن رسانی به بافت پیوندی اهمیت زیادی دارد و حالا یک چسب زخم بزرگ بانداژ به کمک پزشکان آمده است.
فناوری نانوحباب یکی از شرکت‌های دانش بنیان با قطر ۲۰۰ نانومتر نقش کلیدی در ارتقای بهره‌وری کشاورزی، شیلات، تصفیه آب و صنایع مختلف ایفا کرد؛ چرا که نانوحباب‌ها از ویژگی‌های منحصربه‌فردی در افزایش راندمان مصرف منابع، کاهش آلاینده‌ها و بهبود کیفیت تولیدات برخوردار است. به گزارش ایسنا، با توجه به رشد روزافزون جمعیت و محدودیت منابع آب شیرین، پرورش آبزیان به‌عنوان یکی از مهم‌ترین راهکارهای تأمین پروتئین سالم در جهان شناخته می‌شود. در این میان، مدیریت تراکم ماهی در استخرها شاخصی حیاتی
  پژوهشگران آمریکایی، حسگرهایی ابداع کرده‌اند که می‌توانند اطلاعاتی در مورد شیمی مغز ارائه دهند. پژوهشگران "دانشگاه کالیفرنیا، دیویس"(UC Davis)، یک حسگر زیستی فلورسنت مبتنی بر پروتئین ابداع کرده‌اند. این نوع حسگرها می‌توانند هورمون دوپامین را که نورون‌ها برای ارسال سیگنال به سلول‌های عصبی منتشر می‌کنند، تشخیص دهند. هنگامی که این حسگر موسوم به "dLight1" با ریزبینی پیشرفته ادغام شد، تصویرهایی بسیار واضح از انتشار دوپامین در حیوانات زنده ارائه داد. "لین تیان"(Lin Tian)، سرپرست این پروژه و گروهش موفق
تولید عینک واقعیت افزوده جنگی تولید عینک واقعیت افزوده جنگی: شرکت بی ای ای از تولید نمونه اولیه یک عینک واقعیت افزوده سبک خبر داده که کاربردهای نظامی دفاعی دارد و طراحی و ساخت آن دو سال زمان برده است. این عینک واقعیت افزوده مجهز به یک نمایشگر تمام رنگی و فشرده است که می‌تواند برای مدت طولانی در برابر چشمان کاربران قرار گرفته و نیازهای اطلاعاتی آنها را برطرف کند که نمونه اولیه آن ساخته شده است. این عینک
  شرکت مایکروسافت با همکاری کروز و جنرال موتورز خودروی خودران تولید می‌کند. هدف از این همکاری ارتقای فناوری مورد استفاده در این خودرو اعلام شده است. کروز و جنرال موتورز قبلاً هم همکاری‌هایی در زمینه تولید خودروهای خودران داشتند و حالا مایکروسافت به جمع آنها ملحق شده تا به تجاری سازی خودروهای خودران کمک کند.مایکروسافت میزان سرمایه گذاری خود را در این زمینه ۲ میلیارد دلار اعلام کرده است. کروز و جنرال موتورز از پلتفرم کلود آزور مایکروسافت در
  گروهی از محققان چینی با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی زیستی توانستند غضروف‌های مفصلی را بازسازی کنند. محققان برای این منظور از هیدروژل‌های سنگین حاوی سلول‌های بنیادی مزانشیمی استفاده کردند که فاکتور رشد دوگانه را آزاد می‌کنند. غضروف ساخته شده با استفاده از این فناوری کاملا یکپارچه بوده، لایه‌های سطحی را روانسازی می‌کند و مواد مغذی لایه‌های زیرین را تامین می‌نماید. محققان غضروف‌های تولید شده استفاده از این فناوری را توسط مدل‌های جانوری مورد آزمایش قرار دادند و امیدوارند
  یک میکروسکوپ جدید با کمک هوش مصنوعی قادر است نمونه‌های بافت تومور جدا شده را بدون پشت سر گذاشتن روند طولانی و گران قیمت معمول، بررسی کرده تا از خارج کردن تمام سلول‌های سرطانی از بدن بیمار اطمینان حاصل شود. دانشمندان میکروسکوپ جدیدی را توسعه داده‌اند که قادر است به سرعت از نمونه‌های بافت ضخیم با وضوح سلولی تصویربرداری کند. بر اساس مطالعه اخیر منتشر شده در مجله National Academy of Sciences، این میکروسکوپ جراحان را قادر می‌سازد حذف
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
محققان الیاف کامپوزیتی مبتنی بر اکسید گرافن ساختند که می‌توان آنها را به عنوان عضلات مصنوعی به‌کار گرفت. این الیاف سرعت پاسخ‌دهی بالا و دوام قابل توجهی دارند. محققان دانشگاه پنسیلوانیا، الیاف کامپوزیتی را با ترکیب اکسید گرافن (GO) با پلیمرهای انعطاف‌پذیر و رسانا ساخته‌اند که می‌تواند به قدرت مکانیکی، سختی و فعالیتی دست یابند که از عضلات موجودات زنده پیشی بگیرد. این تیم ترکیبی از نانوذرات اکسید گرافن و پلی (۳،۴-etylenedioxythiophene) پلی استایرن سولفونات (PEDOT: PSS) را به صورت