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:
![]()
در سالهای اخیر، روند رو به رشدی در فناوری پوشیدنی دیده میشود. ابزارهایی که ظاهر زیورآلاتی شیک را دارند اما آنقدر هوشمند هستند که به ما در شناخت بهتر بدنمان کمک میکنند. اگر تا به حال از خود پرسیدهاید بعد از ساعتها و حلقههای هوشمند چه چیزی قرار است به بازار بیاید، باید بدانید که شرکت مهندسی لومیا (Lumia) از بوستون بهتازگی محصول جدید خود یعنی گوشوارههای هوشمند را معرفی کرده است. به گزارش ایسنا، توسعه این محصول ۶ سال
محققان مشعول توسعه ایمپلنتی حاوی سلول های مهندسی شده هستند که ساعت بیولوژیک بدن را تنظیم و به سربازان و نیروهای اورژانس کمک می کند پس از اختلال در خواب، سریع توازنشان را به دست بیاورند. محققان دانشگاه نورث وسترن با بودجه دریافت شده از سازمان DARPA، مشغول توسعه دستگاهی هستند که ساعت بیولوژیک بدن انسان را کنترل میکند. این ایمپلنت شامل سلولهای مهندسی شدهای است که به اندازه بدن انسان، پپتیدهای مورد نیاز برای تنظیم ساعت بیولوژیک تولید
محققان دانشگاه صنعتی گراتس (Graz University of Technology) اتریش با استفاده از الکترودهای خالکوبی موقت، فناوری جدیدی را برای ثبت فعالیت مغزی الکترو انسفالوگرافی (EEG) ایجاد کردهاند. دو سال پیش این فناوری در ثبت فعالیت مغزی دادههای الکتروکاردیوگرافی (ECG) و الکترومیوگرافی (EMG) مؤثر بود. اکنون با اعمال تغییرات بیشتر الکترودهای سبک خالکوبی (tattoo-styled electrodes) میتوانند سیگنالهای الکتروانسفالوگرافی را ثبت کنند. این فناوری ارزان است و با استفاده از یک پرینتر جوهرافشان تولید میشود و اندازه گیریهای الکترونسفالوگرافی را دقیقاً
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
پژوهشگران ایتالیایی، نوعی فیلمبرداری ربات شش پا ابداع کردهاند که میتواند در بستر دریا راه برود و از محیط اطراف فیلمبرداری کند. پژوهشگران موسسه "بیوروبوتیکز"(BioRobotics Institute) ایتالیا، شکل جدید و بهبودیافتهای از یک ربات موسوم به "سیلور"(SILVER) را ارائه دادهاند که برای جست و جو و اکتشاف در بستر دریا ساخته شده است. نسخه جدید این ربات که "سیلور۲"(SILVER2) نام دارد، میتواند در بستر دریا راه برود و ویدئوهایی را تهیه کند (فیلمبرداری ربات). این گروه پژوهشی، دو سال
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
پژوهشگران "دانشگاه توکیو"، حسگرهایی ابداع کردهاند که میتوانند امکان انعطافپذیری رباتها را بیشتر فراهم کنند. رباتها را میتوان از مواد نرم ساخت اما انعطافپذیری چنین رباتهایی محدود به استفاده از حسگرهای سفت و سختی است که برای کنترل آنها ضروری هستند. پژوهشگران "دانشگاه توکیو" (UTokyo)، حسگرهایی ابداع کردهاند که میتوانند عملکرد حسگرهای معمول را داشته باشند اما انعطافپذیری رباتها را به میزان بیشتری به ارمغان بیاورند. انعطافپذیری رباتها میتوانند با کمک این حسگرهای جدید، سازگارتر و منعطفتر از رباتهایی
پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود، یک ربات نرم را با الهام از لوبیا طراحی کردهاند که شاید بتوان از آن در حوزههای کشاورزی و پزشکی استفاده کرد. دانشمندان هنگام طراحی رباتها معمولا طبیعت را برای یافتن سرنخ جستجو میکنند. برخی از رباتها به تقلید از دستهای انسان میپردازند؛ در حالی که رباتهای دیگر، حرکات بازوهای هشتپا یا کرمهای کوچک را شبیهسازی میکنند. پژوهشگران "کالج مهندسی دانشگاه جورجیا" (UGA)، یک ربات نرم جدید طراحی کردهاند که با الهام از
پژوهشگران آمریکایی، باتریهای جدیدی ابداع کردهاند که میتوانند با شارژ لباسهای فضانوردی و مریخنوردها، امکان سفر راحتتر به مریخ را فراهم کنند. پژوهشگران "دانشگاه کلمسون" (Clemson University) آمریکا در بررسی جدید خود که با بودجه ناسا انجام شده است، تلاش کردهاند تا باتریهایی سبکتر و با قابلیت شارژ بیشتر ارائه دهند که میتوانند لباسهای فضانوردی و حتی مریخنوردها را شارژ کنند. "راماکریشنا پودیلا" (Ramakrishna Podila)، از پژوهشگران این پروژه گفت: شاید این باتریهای جدید به زودی در ماهوارههای آمریکا
شرکت چینی "دیجیآی" یک طرح ابتدایی برای ابداع یک وسیله نقلیه مجهز به دوربین ( پتنت آفرود دوربیندار ) ارائه داده است. شرکت چینی "دیجیآی" (DJI)، از نامهای پیشرو در عرصه ساخت پهپادهای مجهز به دوربین است و در این زمینه شرکتهای کمی وجود دارند که تلاش کردهاند یک وسیله نقلیه دوربین دار زمینی ارائه دهند اما دیجیآی سعی دارد در این مسیر حرکت کند و حق ثبت اختراع را برای یک وسیله نقلیه جادهای که به دوربین مجهز
یک شرکت تجاری ساعت مچی جدیدی تولید کرده که زیرو نام دارد و به جای عقربههای عادی در آن از مهره مغناطیسی برای نشان دادن زمان استفاده شده است. ساعت ژوپیتر توسط شرکت زیرو تولید شده و مهره مغناطیسی آن به جای ساعت شمار و دقیقه شمار وقت را به افراد نشان میدهند. صفحهای که این مهرهها بر روی آنها حرکت میکنند یک صفحه سخت و مستحکم از جنس استیل است و ۴۱ میلیمتر ضخامت دارد. شرکت زیرو که
شرکت "اپل" به طراحیهای غیر معمول برای ساخت رایانه "مک" شناخته شده است ولی جدیدترین پتنت این شرکت برای ساخت رایانه رومیزی خود از همه مدلها چشمگیرتر خواهد بود و اپل متقاضی ثبت پتنتی برای طراحی ساخت رایانه "آیمک" شده است که کلیت بدنه آن از یکتکه ورقه شیشهای خمیده تشکیل میشود. قسمتی هم در پشت رایانه قرار دارد و اجزای پردازنده را نگه میدارد که سبب نگه داشتن رایانه در این طراحی جدید میشود. بخشی در مرکز پایین رایانه
