Roman GłogulskiDet nyutvecklade sensorn av forskare vid ETH Zürich har potentialen att eliminera miljontals batterier, hävdar dess skapare. Till skillnad från konventionella sensorer kräver denna sensor inte regelbundna batteribyten eller förbrukar elektrisk energi.
För närvarande används sensorer över hela världen i olika nyckelsammanhang, såsom övervakning av byggnader för farliga ljud eller stöd till personer med hörselnedsättning. Dock kräver de kontinuerlig strömförsörjning och förlitar sig ofta på batterier som regelbundet måste bytas ut, vilket leder till betydande avfall. Enligt uppskattningar från Europeiska unionen kommer 78 miljoner batterier att kasseras dagligen år 2025, vilket innehåller material som är svåra att extrahera och miljömässigt ogynnsamma.
Den nya mekaniska sensorn fungerar enbart på mekanik, enligt dess skapare. ”Den utnyttjar helt enkelt energin från vibrationer i ljudvågor,” sa Johan Robertson från ETH Zürich, en av projektledarna. Sensorn kan svara på specifika ljud, som ett specifikt ord eller genererat brus. Endast dessa specifika ljudvågor kommer att få sensorn att vibrera, generera en elektrisk impuls som aktiverar den elektroniska enheten för att indikera att den har utlösts.
Det mekaniska systemet kan till och med skilja mellan ord. Dess skapare hävdar att det kan skilja mellan ”tre” och ”fyra” enbart baserat på ljudenergi.
I framtiden avser skaparna att införa mer avancerade funktioner. Det kan inkludera förmågan att skilja mellan upp till 12 olika ord, vilket skulle kunna vara användbart för maskinstyrningskommandon som ”på” och ”av”.
Genombrottet i denna forskning ligger i utvecklingen av ett s.k. ”metamaterial”, som härleder sina egenskaper inte från materialet självt utan från strukturen i vilken det är arrangerat. Faktum är att materialen som används i sensorn är relativt enkla – tillverkade av ren silikon – och kan därför vara mer miljövänliga.
Sensorerna kan användas för att övervaka jordbävningar eller byggnader, till exempel för att upptäcka om en byggnad spricker farligt. De kan också användas i oljekällor för att upptäcka läckande gas, vilket kan vara en fara.
Forskarna föreslår också att systemet kan vara användbart i medicintekniska enheter. För närvarande kräver till exempel cochleaimplantat flera batteribyten under dagen, vilket skulle kunna undvikas. Detta kan också leda till utvecklingen av helt nya sensorer som kan vara mindre, eftersom de inte kräver batterier, t.ex. för mätning av ögontryck.
Utvecklingen av sensorn beskrivs i en ny publikation med titeln ”In-Sensor Passive Speech Classification with Phononic Metamaterials”, publicerad i tidskriften Advanced Functional Materials.
