Quantumrun

ЗУРГИЙН ЗЭЭЛ:

iStock

Зүүж болох микро сүлжээ: Хөлсөөр ажилладаг

Судлаачид зүүдэг төхөөрөмжийг ажиллуулахын тулд хүний хөдөлгөөнийг ашиглаж байна.

Зохиогчийн тухай:
Зохиогчийн нэр
Quantumrun Foresight
Нэгдүгээр 4, 2023

Үзэл баримтлалын хураангуй

Зүүж болох технологийн хэрэглээнд хүний эрүүл мэндийг хянах, робот техник, хүн-машины интерфейс гэх мэт орно. Эдгээр хэрэглээний ахиц дэвшил нь нэмэлт төхөөрөмжгүйгээр өөрийгөө тэжээх боломжтой өмсдөг төхөөрөмжийн судалгааг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.

Зүүж болох микро сүлжээний контекст

Судлаачид өмсдөг төхөөрөмжүүд нь хөлсний энергийн хувийн бичил сүлжээнээс хэрхэн ашиг олох боломжтойг судалж байна. Элэгддэг микро сүлжээ нь электроникийн батарейгаас хамааралгүй ажиллах боломжийг олгодог эрчим хүч цуглуулах, хадгалах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цуглуулга юм. Хувийн микро сүлжээг мэдрэх, харуулах, өгөгдөл дамжуулах, интерфэйсийг удирдах системээр удирддаг. Зүүдэг микро сүлжээний тухай ойлголтыг "арал горим" хувилбараас гаргаж авсан. Энэхүү тусгаарлагдсан бичил сүлжээ нь анхдагч эрчим хүчний сүлжээнээс бие даан ажиллах боломжтой эрчим хүч үйлдвэрлэх нэгж, шаталсан удирдлагын систем, ачааллын жижиг сүлжээнээс бүрдэнэ.

Элэгддэг микро сүлжээг боловсруулахдаа судлаачид хүч чадал, хэрэглээний төрлийг харгалзан үзэх ёстой. Эрчим хүч цуглуулагчийн хэмжээ нь програмд хэр их хүч шаардагдахаас хамаарна. Жишээлбэл, эмнэлгийн суулгац нь том батерей шаарддаг тул хэмжээ, зайны хувьд хязгаарлагдмал байдаг. Гэсэн хэдий ч хөлсний хүчийг ашигласнаар суулгац нь илүү жижиг, илүү уян хатан байх боломжтой болно.

Сөрөг нөлөө

2022 онд Калифорнийн Сан Диегогийн их сургуулийн наноинженерүүдийн баг хөлс болон хөдөлгөөнөөс эрчим хүчийг хуримтлуулж, жижиг электроникийн эрчим хүчийг хангадаг “өмсөж болох микро сүлжээ” бүтээжээ. Энэхүү төхөөрөмж нь био түлшний эсүүд, трибоэлектрик генераторууд (наногенераторууд), суперконденсаторуудаас бүрдэнэ. Бүх эд анги нь уян хатан, машинд угааж болдог тул цамц өмсөхөд тохиромжтой.

Тус бүлэг анх 2013 онд хөлс цуглуулах төхөөрөмжийг тодорхойлсон боловч тэр цагаас хойш технологи нь жижиг электроникийг багтаахын тулд илүү хүчирхэг болсон. Энэхүү бичил сүлжээ нь LCD (шингэн болор дэлгэц) бугуйн цагийг 30 минут гүйх, 10 минут амрах үед 20 минутын турш ажиллуулах боломжтой. Хэрэглэгч шилжихээс өмнө цахилгаан эрчим хүчээр хангадаг трибоэлектрик генераторуудаас ялгаатай нь био түлшний эсүүд хөлсөөр идэвхждэг.

Бүх эд ангиудыг цамцанд оёж, даавуун дээр хэвлэсэн нимгэн, уян хатан мөнгөн утсаар холбож, ус үл нэвтрэх материалаар бүрсэн байна. Цамцыг угаалгын нунтагаар угаагаагүй бол дахин нугалах, нугалах, үрчийх, усанд дүрэх зэргээр эд анги нь эвдэрч чадахгүй.

Биотүлшний эсүүд нь цамцны дотор байрладаг бөгөөд хөлсөөс энерги цуглуулдаг. Үүний зэрэгцээ хөдөлгөөнийг цахилгаан болгон хувиргахын тулд трибо-цахилгаан үүсгүүрийг их биеийн бэлхүүс болон хажуугийн ойролцоо байрлуулдаг. Эдгээр хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь өмссөн хүн алхаж эсвэл гүйж байх үед эрчим хүчийг хуримтлуулдаг бөгөөд үүний дараа цамцны гадна талд байрлах суперконденсаторууд нь цахилгаан эрчим хүчийг түр зуур хуримтлуулж, жижиг электроникийг эрчим хүчээр хангадаг. Судлаачид оффисын дотор суух гэх мэт идэвхгүй эсвэл хөдөлгөөнгүй үед эрчим хүч үйлдвэрлэх ирээдүйн загварыг цаашид туршиж үзэх сонирхолтой байна.

Зүүж болох микро сүлжээний хэрэглээ

Зүүдэг микро сүлжээний зарим хэрэглээнд дараахь зүйлс орно.

Ухаалаг цаг, блютүүт чихэвчийг дасгал хийх, гүйх, дугуй унах үед цэнэглэдэг.
Биочип гэх мэт эмнэлгийн эд зүйлсийг өмсөж буй хүний хөдөлгөөн эсвэл биеийн дулаанаар ажиллуулдаг.
Өмссөний дараа эрчим хүч хуримтлуулах утасгүй цэнэглэгч хувцас. Энэхүү бүтээн байгуулалт нь хувцас нь ухаалаг гар утас, таблет зэрэг хувийн цахилгаан хэрэгсэлд хүч дамжуулах боломжийг олгож магадгүй юм.
Хүмүүс гаджетаа ашиглаж байхдаа нэгэн зэрэг цэнэглэх боломжтой тул нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг бууруулж, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулна.
Гутал, хувцас, бугуйвч зэрэг бусад дагалдах хэрэгсэл гэх мэт элэгддэг микро сүлжээний бусад боломжит хэлбэрүүдийн талаархи судалгааг нэмэгдүүлсэн.