سنسوری که از صدا نیرو می گیرد
به گزارش با فناوری، محققان یک سنسور بدون باتری ابداع نموده اند که به امواج صوتی مانند نوع خاصی از گفتار واکنش نشان داده است و انرژی ارتعاشی کافی برای تأمین انرژی یک دستگاه الکترونیکی تولید می کند.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا، این سنسور جدید نه تنها اتلاف باتری را می کاهد، بلکه می تواند به دستگاههای پزشکی مانند کاشت حلزون انرژی بدهد یا ساختمان ها را از نظر عیوب نظارت کند.
به نقل از نیواطلس، ما برای تأمین انرژی خیلی از مواردی که روزانه استفاده می نماییم، از تلفن های هوشمند و اسباب بازی ها گرفته تا کنترل ازراه دور و چراغ قوه، به باتری وابسته هستیم. در نتیجه، سالانه ۱۵ میلیارد باتری در سرتاسر جهان دور ریخته می شود که خیلی از آنها به محل دفن زباله فرستاده می شود.
اما حالا بعضی از دستگاه ها امکان دارد دیگر نیازی به باتری و دور انداختن آن نداشته باشند چونکه به لطف محققان مؤسسه فناوری فدرال زوریخ، سنسوری بوجود آمده است که به هیچ چیز دیگری به جز صدا برای تغذیه نیاز ندارد.
یوهان رابرتسون(Johan Robertsson)، یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: این سنسور کاملا مکانیکی کار می کند و به منبع انرژی خارجی نیاز ندارد و به آسانی از انرژی ارتعاشی موجود در امواج صوتی استفاده می نماید.
البته فقط از امواج صوتی خاص استفاده می نماید. این سنسور توسعه یافته توسط محققان دارای قابلیت تشخیص غیرفعال گفتار است و هر زمان که کلمه خاصی گفته شود یا لحن یا صدای خاصی ایجاد شود فعال می شود.
امواج صوتی ساطع شده سبب می شود که سنسور به اندازه کافی ارتعاش پیدا کند که یک پالس الکتریکی کوچک تولید نماید که یک دستگاه الکترونیکی را روشن می کند. نمونه اولیه آن می تواند بین کلمات گفتاری «سه» و «چهار» تمایز قائل شود. از آنجاییکه کلمه «چهار» انرژی صوتی بیشتری نسبت به «سه» تولید می کند، سبب می شود سنسور به لرزه درآید، دستگاهی را روشن کند یا فرایند بعدی را آغاز کند، در حالیکه گفتن کلمه «سه» تأثیری ندارد.
مارک سرا گارسیا(Marc Serra-Garcia)، نویسنده همکار این مطالعه می گوید: سنسور ما کاملا از سیلیکون تشکیل شده است و مانند سنسورهای الکترونیکی معمولی فلزات سنگین سمی و خاک های کمیاب ندارد.
اما این سنسور خصوصیت های تشخیص گفتار خویش را از ساختار خود به دست می آورد نه آن چه از آن ساخته شده است.
محققان با بهره گیری از مدل سازی و الگوریتم های کامپیوتری، ساختار سنسور را با بهره گیری از شبکه ای از صفحات سیلیکونی یکسان طراحی کردند که با میله های کوچکی که مانند فنر عمل می کنند، به هم متصل شده اند. فنرها تعیین می کنند که آیا صدای خاصی سنسور را به حرکت در آورد یا خیر.
محققان کاربردهای بالقوه زیادی را برای سنسور بدون باتری می بینند.
میتوان از آن برای نظارت بر زمین لرزه ها و ساختمان ها استفاده کرد، مثلاً صدای خاصی را که از ترک خوردن پی ساختمان می آید، ثبت نمود. یا میتوان صدای خش خش ناشی از خروج گاز را تشخیص داد و زنگ اخطار را فعال کرد.
محققان می گویند که این سنسور می تواند کاربردهای پزشکی هم داشته باشد، مانند افرادی که کاشت حلزون شنوایی برای ناشنوایی یا کم شنوایی دارند. هم اکنون، هر ایمپلنت بسته به نوع پردازشگر صوتی مورد استفاده، به دو یا سه باتری نیاز دارد. در حالیکه بسته به نوع فعالیتی که فرد انجام می دهد باتری های یکبار مصرف بین ۳۰ تا ۶۰ ساعت دوام خواهند داشت و احتیاج به تعویض مکرر دارند.
این سنسور جدید همینطور می تواند برای اندازه گیری مداوم فشار چشم استفاده گردد. سرا گارسیا می گوید: فضای کافی در چشم برای قرار دادن سنسور با باتری وجود ندارد.
محققان قصد دارند تا سال ۲۰۲۷ یک نمونه اولیه سنسور را عرضه کنند.
انتخابهای جدیدتر باید قادر به تمایز قائل شدن بین حداکثر ۱۲ کلمه مختلف، همچون دستورات استاندارد مانند «روشن»، «خاموش»، «بالا» و «پایین» باشند و در مقایسه با نمونه اولیه به اندازه کف دست، محققان برنامه ریزی می کنند که نسخه های جدیدتر کوچکتر باشند.
این مطالعه در مجله Advanced Functional Materials انتشار یافته است.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب