Az ETH Zurich csapata közzétette legújabb kutatásuk eredményét, bemutatva egy olyan vezeték nélküli mechanikai érzékelő prototípusát, amely hanghullámokat használ az energia előállítására. A hagyományos elemmel működő érzékelőkkel ellentétben ez az innovatív tervezés nem igényel elemcserét vagy újratöltést.
A hagyományos elemmel működő érzékelők a rendszeres elemcseréből eredő további költségeket is magukkal hozzák. Az Európai Unió által végzett tanulmány szerint 2025-ben csaknem 78 millió elemet dobunk a szemétbe. Az elemcserével kapcsolatos problémák komoly kihívást jelentenek az érzékelőkre alapuló IoT hálózatok fejlesztése során. Egy alternatíva lehet a rádiójelek alapú vezeték nélküli töltési technológia.
Azonban vannak más érdekes megoldások is, amelyek bizonyos esetekben alkalmasak lehetnek. Az ETH Zurich kutatócsapata, melynek vezetője Marc Serra-Garcia és Johan Robertsson professzor a geofizikában, olyan érzékelőt fejlesztett ki, amely hanghullámokat alakít elektromos impulzusokká, és ezek aktiválják az érzékelőt.
Az érzékelő prototípusát szilikonból készítették, és kézzel fogható méretű. Több tucat hasonló lemezből és kis rúdból áll, amelyek rugóként működnek. A kutatók számítógépes modellek és algoritmusok segítségével alakították ki ezeknek a mikrostruktúráknak a megfelelő szerkezetét és kapcsolatát. Ezek a rugók határozzák meg, hogy egy adott hang mozgatja-e a megfelelő érzékelőt.
A tudósok szerint az ilyen érzékelők alkalmazásra találhatnak olyan iparágakban, mint a közlekedési infrastruktúra, épületek vagy leszerelt olajkutak monitorozása. Például földrengések által generált hanghullámok ébreszthetik fel ezeket az érzékelőket és értékes adatokkal szolgálhatnak. Emellett az innovatív érzékelők alkalmazhatók az orvostudományban is, mint például a már most elemcserét igénylő kochleáris implantátumok.
Marc Serra-Garcia jelenleg az AMOLF kutatóintézetben, Hollandiában dolgozik, ahol csapata finomítja a hanggal működő mechanikai érzékelőket. Céljuk, hogy 2027-re elkészítsenek egy teljesen működőképes prototípust. „Ha az érdeklődés hiányát érzékeljük a projektünk iránt, indítunk saját start-upot” – mondta.
Az új, vezeték nélküli hanggal működő mechanikai érzékelő prototípusa teljesen új perspektívát nyithat a technológiában. Ez az innovatív érzékelők táplálásának módszere hozzájárulhat az elemcserével járó költségek csökkentéséhez és az elektronikai hulladék mennyiségének csökkentéséhez.
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
1. Milyen méretű a hanggal működő mechanikai érzékelő prototípusa?
– A prototípus kézzel fogható méretű.
2. Milyen alkalmazási területeken használhatók ezek az érzékelők?
– Az érzékelők alkalmazhatóak például közlekedési infrastruktúra, épületek vagy leszerelt olajkutak monitorozásában.
Forrás: ETH Zurich (https://www.ethz.ch)