Forscher der ETH Zürich haben einen neuen Typ mechanischen Sensors entwickelt, der ohne Batteriebetrieb funktionieren kann. Dieser Sensor arbeitet rein mechanisch und nutzt die Energie von Schwingungen in Schallwellen. Die Wissenschaftler präsentierten ihre Innovation in der Fachzeitschrift „Advanced Functional Materials“.
Sensor erfasst nur bestimmte Klänge
Das Prinzip hinter dem Sensor ist einfach: Nur bestimmte Wörter, Töne oder Klänge können Vibrationen im Sensor verursachen. Diese Energie reicht aus, um einen kleinen elektrischen Impuls zu erzeugen, der ein zuvor ausgeschaltetes elektronisches Gerät aktivieren kann. Der Sensor-Prototyp wurde bereits patentiert und ist in der Lage, zwischen den Wörtern „drei“ und „vier“ zu unterscheiden. Das Wort „vier“ erzeugt eine größere Menge Schallenergie, die Vibrationen im Sensor verursacht, während das Wort „drei“ keine Auswirkungen auf den Sensor hat.
Sensoren mit höherer Kapazität
Die Forscher planen eine Version des Sensors zu entwickeln, die bis zu zwölf verschiedene Wörter erkennen kann, wie zum Beispiel gängige Befehle wie „ein“, „aus“, „hoch“ und „runter“. Die neueren Versionen werden auch wesentlich kleiner sein als der aktuelle Prototyp, der etwa so groß ist wie ein Daumen. Die Wissenschaftler arbeiten an einer weiteren Miniaturisierung des Gerätes.
Umweltfreundliches Material
Der Sensor besteht aus einem Material namens Metamaterial, das seine Eigenschaften aus seiner Struktur ableitet und nicht aus dem Material, aus dem es hergestellt ist. Zusätzlich enthält der Sensor keine giftigen Schwermetalle oder Seltene Erden. Er besteht aus mehreren identischen oder ähnlich konstruierten Platten, die durch kleine Stäbe miteinander verbunden sind und als Federn fungieren.
Der innovative Klangsensor, der von Wissenschaftlern der ETH Zürich entwickelt wurde, könnte einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der Sensortechnologie ohne externe Stromversorgung darstellen. Seine Anwendung in der Überwachung von Infrastrukturen oder medizinischen Geräten könnte die Anzahl der verbrauchten Batterien erheblich reduzieren und zum Umweltschutz beitragen. Darüber hinaus könnte der auf Metamaterialien basierende Sensor, der keine schädlichen Substanzen enthält, eine Alternative zu konventionellen elektronischen Sensoren bieten. Weiterentwicklung und Miniaturisierung des Sensors könnten viele neue Möglichkeiten in verschiedenen technologischen Bereichen eröffnen.
FAQ:
1. Wie funktioniert der neue mechanische Sensor, der von Wissenschaftlern der ETH Zürich entwickelt wurde?
– Der Sensor nutzt die Energie von Vibrationen in Schallwellen, um elektrische Impulse zu erzeugen, die elektronische Geräte mit Strom versorgen können.
2. Welche Klänge können Vibrationen im Sensor verursachen?
– Der Sensor reagiert nur auf bestimmte Klänge, Wörter oder Töne, die Vibrationen im Sensor hervorrufen.
3. Zwischen welchen Wörtern kann der Sensor-Prototyp unterscheiden?
– Der Prototyp-Sensor kann zwischen den Wörtern „drei“ und „vier“ unterscheiden. Das Wort „vier“ erzeugt mehr Schallenergie und führt zu Vibrationen im Sensor, während das Wort „drei“ keinen Einfluss auf den Sensor hat.
4. Was sind die Pläne der Wissenschaftler in Bezug auf die weitere Entwicklung des Sensors?
– Die Wissenschaftler planen, eine Version des Sensors zu entwickeln, die bis zu zwölf verschiedene Wörter erkennen kann, wie z.B. „ein“ oder „aus“. Außerdem streben sie eine Verkleinerung des Sensors an.
5. Aus welchem Material besteht der Sensor?
– Der Sensor besteht aus Metamaterial, das keine giftigen Schwermetalle oder Seltene Erden enthält. Er besteht aus identischen oder ähnlich konstruierten Platten, die durch kleine Stäbe verbunden sind und als Federn fungieren.
6. Welche potenziellen Anwendungen hat dieser Sensor?
– Der Sensor kann in der Überwachung von Infrastrukturen und medizinischen Geräten eingesetzt werden. Er kann auch als Alternative zu konventionellen elektronischen Sensoren dienen.
Verwandte Links:
– ETH Zürich
– [Video ansehen](https://www.youtube.com/embed/jO26XCjEguM)
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