Notanleg örnet: Knúið af svita

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• 4. Janúar, 2023

Innsýn samantekt

Nothæf tækniforrit fela í sér eftirlit með heilsu manna, vélfærafræði, milli manna og véla og fleira. Framfarir þessara forrita hafa leitt til aukinna rannsókna á wearables sem geta knúið sig sjálfir án viðbótartækja.

Wearable microgrids samhengi

Vísindamenn eru að kanna hvernig klæðanleg tæki geta hagnast á sérsniðnu örneti af svitaorku til að auka getu sína. Snyrtilegt örnet er safn orkuuppskeru- og geymsluíhluta sem gera rafeindatækni kleift að virka óháð rafhlöðum. Persónulega örnetinu er stjórnað af kerfi fyrir skynjun, birtingu, gagnaflutning og viðmótsstjórnun. Hugmyndin um klæðanlega örnetið var dregið af „eyjaham“ útgáfunni. Þetta einangraða örnet samanstendur af litlu neti af orkuframleiðslueiningum, stigveldisstýringarkerfum og álagi sem getur starfað óháð aðalrafnetinu.

Þegar þeir þróa örnet sem hægt er að nota, verða vísindamenn að hafa í huga aflstyrk og tegund notkunar. Stærð orkuuppskerunnar mun byggjast á því hversu mikið afl þarf fyrir umsóknina. Til dæmis eru læknisfræðilegar ígræddar takmarkaðar að stærð og plássi vegna þess að þær þurfa stórar rafhlöður. Hins vegar, með því að nota svitakraft, gætu ígræðsluefni verið minni og fjölhæfari.

Truflandi áhrif

Árið 2022, teymi nanóverkfræðinga frá háskólanum í San Diego, Kaliforníu, bjó til „nothæft örnet“ sem geymir orku frá svita og hreyfingum og veitir örsmáum rafeindabúnaði kraft. Tækið samanstendur af lífeldsneytisfrumum, triboelectric rafala (nanogenerators) og ofurþéttum. Allir hlutar eru sveigjanlegir og má þvo í vél, sem gerir hann tilvalinn fyrir skyrtu. 

Hópurinn greindi fyrst svitauppskerutæki árið 2013, en tæknin hefur síðan orðið öflugri til að taka á móti litlum raftækjum. Örnetið gæti haldið LCD (liquid crystal display) armbandsúr í gangi í 30 mínútur á 10 mínútna hlaupi og 20 mínútna hvíld. Ólíkt triboelectric rafala, sem veita rafmagn áður en notandinn getur hreyft sig, eru lífeldsneytisfrumur virkjaðar af svita.

Allir hlutar eru saumaðir í skyrtu og tengdir með þunnum, sveigjanlegum silfurvírum sem eru prentaðir á efnið og húðaðir til einangrunar með vatnsheldu efni. Ef skyrtan er ekki þvegin með þvottaefni brotna íhlutirnir ekki niður við endurtekna beygingu, brjóta saman, krumpa eða liggja í bleyti í vatni.

Lífeldsneytisfrumurnar eru staðsettar inni í skyrtunni og safna orku frá svita. Á meðan eru triboelectric rafala settir nálægt mitti og hliðum bolsins til að breyta hreyfingu í rafmagn. Báðir þessir íhlutir fanga orku á meðan notandinn er að ganga eða hleypa, eftir það geymir ofurþéttar utan á skyrtunni orku tímabundið til að veita orku fyrir lítil raftæki. Vísindamenn hafa áhuga á að prófa frekar framtíðarhönnun til að framleiða orku þegar einstaklingur er óvirkur eða kyrrstæður, eins og að sitja inni á skrifstofu.

Notkun klæðanlegra örneta

Sum forrit af klæðanlegum örnetum geta falið í sér: 

• Snjallúr og Bluetooth heyrnartól eru hlaðin meðan á æfingu, skokki eða hjólreiðum stendur.
• Læknisvörur eins og lífflögur sem eru knúnar áfram af hreyfingum notandans eða líkamshita.
• Þráðlaus hleðslufatnaður sem geymir orku eftir að hafa verið notaður. Þessi þróun gæti gert fatnaði kleift að senda kraft til persónulegra raftækja eins og snjallsíma og spjaldtölva.
• Minni kolefnislosun og minni orkunotkun þar sem fólk getur hlaðið græjur sínar samtímis á meðan þær eru notaðar.
• Auknar rannsóknir á öðrum mögulegum formþáttum klæðanlegra örneta, svo sem skóm, fatnaði og öðrum fylgihlutum eins og armböndum.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Hvernig annars getur klæðalegur orkugjafi aukið tækni og notkun?
• Hvernig getur slíkt tæki hjálpað þér í vinnu þinni og daglegum verkefnum?