يتم حصاد الطاقة من موجات الراديو لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء

طور باحثون في قسم العلوم الهندسية والميكانيكا بولاية بنسلفانيا طريقة لتجميع الطاقة من موجات الراديو لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء

وفقًا للبروفيسور Huanyu “Larry” Cheng ، الذي يقود البحث ، فإن مصادر الطاقة الحالية لأجهزة مراقبة الصحة القابلة للارتداء لها مكانها في تشغيل أجهزة الاستشعار ، ولكن لكل منها نكساته. الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال ، لا يمكن أن تحصد الطاقة إلا عند تعرضها للشمس. لا يمكن لجهاز كهرباء الاحتكاك الذي يعمل بالطاقة الذاتية أن يحصد الطاقة إلا عندما يكون الجسم في حالة حركة.

وقال تشينج "لا نريد استبدال أي من مصادر الطاقة الحالية". "نحن نحاول توفير طاقة إضافية متسقة."

طور الباحثون نظامًا هوائيًا ثنائي القطب عريض النطاق قابل للتمدد قادرًا على نقل البيانات التي يتم جمعها لاسلكيًا من مستشعرات المراقبة الصحية.

يتكون النظام من هوائيين معدنيين قابلين للمط مدمجين في مادة الجرافين الموصلة مع طلاء معدني. يسمح تصميم النطاق العريض للنظام بالاحتفاظ بوظائف التردد الخاصة به حتى عند التمدد والانحناء والالتواء. يتم توصيل هذا النظام بعد ذلك بدائرة تصحيح قابلة للمط ، مما يؤدي إلى إنشاء هوائي معدل ، أو "مستقيمة" ، قادرة على تحويل الطاقة من الموجات الكهرومغناطيسية إلى كهرباء. هذه الكهرباء التي يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة اللاسلكية أو لشحن أجهزة تخزين الطاقة ، مثل البطاريات والمكثفات الفائقة.

يمكن لهذا المستقيم تحويل الموجات الراديوية أو الكهرومغناطيسية من البيئة المحيطة إلى طاقة لتشغيل وحدات الاستشعار الموجودة على الجهاز ، والتي تتعقب درجة الحرارة والترطيب ومستوى الأكسجين النبضي. مقارنة بالمصادر الأخرى ، يتم إنتاج طاقة أقل ، ولكن يمكن للنظام توليد الطاقة بشكل مستمر - وهي ميزة مهمة ، وفقًا لما ذكره تشينج.

قال تشينغ: "نحن نستخدم الطاقة التي تحيط بنا بالفعل - موجات الراديو موجودة في كل مكان ، طوال الوقت". "إذا لم نستخدم هذه الطاقة الموجودة في البيئة المحيطة ، فإنها تضيع ببساطة. يمكننا حصاد هذه الطاقة وتصحيحها إلى طاقة ".

قال تشنغ أن هذا التكنلوجيا هو لبنة أساسية له ولفريقه. سيوفر دمجها مع جهاز البيانات اللاسلكي الجديد القابل للنقل مكونًا مهمًا سيعمل مع وحدات الاستشعار الحالية للفريق.

وقال تشنغ: "ستكون خطواتنا التالية هي استكشاف إصدارات مصغرة من هذه الدوائر والعمل على تطوير قدرة المقوم على التمدد". "هذه منصة يمكننا من خلالها دمج هذا وتطبيقه بسهولة التكنلوجيا مع الوحدات الأخرى التي أنشأناها في الماضي. ويمكن توسيعه أو تكييفه بسهولة مع تطبيقات أخرى، ونحن نخطط لاستكشاف تلك الفرص.