Quantumrun

КРЭДЫТ ВЫЯВЫ:

Istock

Носімыя мікрасеткі: сілкуецца ад поту

Даследчыкі выкарыстоўваюць рух чалавека для харчавання носных прылад.

аўтар:
імя аўтара
Quantumrun Foresight
Студзень 4, 2023

Кароткі агляд

Прымяненне носных тэхналогій уключае маніторынг здароўя чалавека, робататэхніку, ўзаемадзеянне чалавек-машына і многае іншае. Развіццё гэтых прыкладанняў прывяло да пашырэння даследаванняў носных прылад, якія могуць самастойна харчавацца без дадатковых прылад.

Кантэкст мікрасетак, якія можна насіць

Даследчыкі даследуюць, як носныя прылады могуць атрымаць прыбытак ад персаналізаванай мікрасеткі энергіі поту, каб пашырыць свае магчымасці. Носімая мікрасетка - гэта набор кампанентаў для збору і захоўвання энергіі, якія дазваляюць электроніцы працаваць незалежна ад батарэй. Персанальная мікрасетка кіруецца сістэмай зандзіравання, адлюстравання, перадачы даных і кіравання інтэрфейсам. Канцэпцыя носнай мікрасеткі была вытворная ад версіі «астраўнога рэжыму». Гэтая ізаляваная мікрасетка ўключае невялікую сетку электрагенерыруючых установак, іерархічных сістэм кіравання і нагрузак, якія могуць працаваць незалежна ад асноўнай электрасеткі.

Пры распрацоўцы надзеных мікрасетак даследчыкі павінны ўлічваць намінальную магутнасць і тып прымянення. Памер энергетычнага камбайна будзе залежаць ад магутнасці, неабходнай для прыкладання. Напрыклад, медыцынскія імплантаваныя прылады абмежаваныя па памеры і прасторы, таму што для іх патрэбны вялікія батарэі. Аднак, выкарыстоўваючы сілу поту, імплантаваныя элементы маглі б быць меншымі і больш універсальнымі.

Разбуральнае ўздзеянне

У 2022 годзе каманда нанаінжынераў з Універсітэта Сан-Дыега, штат Каліфорнія, стварыла «носную мікрасетку», якая назапашвае энергію ад поту і руху, забяспечваючы энергіяй малюсенькую электроніку. Прылада складаецца з біяпаліўных элементаў, трыбаэлектрычных генератараў (нанагенератараў) і суперкандэнсатараў. Усе дэталі гнуткія і іх можна сціраць у машыне, што робіць яго ідэальным для кашулі.

Упершыню група вызначыла прылады для збору поту ў 2013 годзе, але з тых часоў тэхналогія стала больш магутнай для размяшчэння невялікі электронікі. Мікрасетка магла падтрымліваць працу наручных гадзіннікаў з ВК (вадкакрысталічны дысплей) на працягу 30 хвілін падчас 10-хвіліннай прабежкі і 20-хвіліннай сесіі адпачынку. У адрозненне ад трыбаэлектрычных генератараў, якія забяспечваюць электрычнасць яшчэ да таго, як карыстальнік можа рухацца, біяпаліўныя элементы актывуюцца потам.

Усе дэталі пашытыя ў кашулю і злучаныя тонкімі гнуткімі срэбнымі правадамі, надрукаванымі на тканіне і пакрытымі для ізаляцыі воданепранікальным матэрыялам. Калі кашулю не мыць з мыйным сродкам, кампаненты не сапсуюцца ў выніку шматразовага згінання, згінання, змяцця або замочвання ў вадзе.

Біяпаліўныя элементы размешчаны ўнутры кашулі і збіраюць энергію з поту. Між тым, трыбаэлектрычныя генератары размешчаны каля таліі і бакоў тулава, каб пераўтварыць рух у электрычнасць. Абодва гэтыя кампаненты захопліваюць энергію, калі карыстальнік ходзіць або бегае, пасля чаго суперкандэнсатары на вонкавым боку кашулі часова назапашваюць энергію для забеспячэння электраэнергіяй для невялікіх электронных прыбораў. Даследчыкі зацікаўлены ў далейшым тэставанні будучых канструкцый для выпрацоўкі энергіі, калі чалавек неактыўны або нерухомы, напрыклад, сядзіць у офісе.

Прымяненне надзеных мікрасетак

Некаторыя прыкладанні надзеных мікрасетак могуць уключаць:

Разумныя гадзіны і навушнікі Bluetooth зараджаюцца падчас практыкаванняў, бегу або язды на ровары.
Медыцынскія носныя прылады, такія як біячыпы, працуюць ад рухаў або цяпла цела карыстальніка.
Бесправадная зарадка адзення захоўвае энергію пасля нашэння. Гэтая распрацоўка можа дазволіць вопратцы перадаваць энергію персанальнай электроніцы, такой як смартфоны і планшэты.
Меншыя выкіды вуглякіслага газу і меншае спажыванне энергіі, паколькі людзі могуць зараджаць свае гаджэты адначасова падчас іх выкарыстання.
Пашырэнне даследаванняў іншых патэнцыйных форм-фактараў мікрасетак, якія можна надзець, такіх як абутак, адзенне і іншыя аксесуары, такія як браслеты.