พลังงานที่เก็บเกี่ยวจากคลื่นวิทยุไปจนถึงอุปกรณ์สวมใส่ได้

นักวิจัยจาก Penn State Department of Engineering Science and Mechanics ได้พัฒนาวิธีการเก็บเกี่ยวพลังงานจากคลื่นวิทยุไปยังอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้

ตามที่ศาสตราจารย์ Huanyu“ Larry” Cheng ผู้นำการวิจัยกล่าวว่าแหล่งพลังงานในปัจจุบันสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบสุขภาพที่สวมใส่ได้นั้นมีที่อยู่ในการเปิดเครื่องเซ็นเซอร์ แต่แต่ละตัวก็มีความปราชัย ตัวอย่างเช่นพลังงานแสงอาทิตย์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้เมื่อสัมผัสกับดวงอาทิตย์เท่านั้น อุปกรณ์ไตรโบอิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้เมื่อร่างกายเคลื่อนไหวเท่านั้น

“ เราไม่ต้องการแทนที่แหล่งพลังงานเหล่านี้ในปัจจุบัน” เฉิงกล่าว “ เราพยายามจัดหาพลังงานเพิ่มเติมที่สม่ำเสมอ”

นักวิจัยได้พัฒนาระบบเสาอากาศไดโพลแบบไวด์แบนด์แบบยืดได้ซึ่งสามารถส่งข้อมูลแบบไร้สายที่รวบรวมจากเซ็นเซอร์ตรวจสอบสุขภาพ

ระบบนี้ประกอบด้วยเสาอากาศโลหะแบบยืดได้สองตัวที่รวมเข้ากับวัสดุกราฟีนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าพร้อมเคลือบโลหะ การออกแบบแถบความถี่กว้างของระบบช่วยให้สามารถรักษาฟังก์ชั่นความถี่ไว้ได้แม้จะยืดงอและบิด จากนั้นระบบนี้จะเชื่อมต่อกับวงจรแก้ไขที่ยืดได้สร้างเสาอากาศที่ปรับเปลี่ยนได้หรือ "rectenna" ที่สามารถแปลงพลังงานจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้านี้สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไร้สายหรือเพื่อชาร์จอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเช่นแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุซุปเปอร์

rectenna นี้สามารถแปลงคลื่นวิทยุหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเป็นพลังงานเพื่อจ่ายพลังงานให้กับโมดูลการตรวจจับบนอุปกรณ์ซึ่งติดตามอุณหภูมิความชุ่มชื้นและระดับออกซิเจนแบบพัลส์ เมื่อเทียบกับแหล่งอื่น ๆ จะมีการผลิตพลังงานน้อยกว่า แต่ระบบสามารถผลิตพลังงานได้อย่างต่อเนื่องซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญตามข้อมูลของ Cheng

“ เราใช้พลังงานที่อยู่รอบตัวเราอย่างใช้ประโยชน์ - คลื่นวิทยุมีอยู่ทุกหนทุกแห่งตลอดเวลา” เฉิงกล่าว “ ถ้าเราไม่ใช้พลังงานนี้ที่พบในสภาพแวดล้อมโดยรอบมันก็สูญเปล่าไปโดยเปล่าประโยชน์ เราสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานนี้และแปรเปลี่ยนเป็นพลังได้”

เฉิงบอกว่านี่ เทคโนโลยี เป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับเขาและทีมของเขา การรวมเข้ากับอุปกรณ์ส่งข้อมูลไร้สายแบบใหม่จะเป็นส่วนประกอบสำคัญที่จะทำงานร่วมกับโมดูลเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ของทีม

"ขั้นตอนต่อไปของเราคือการสำรวจวงจรเหล่านี้ในเวอร์ชันย่อส่วนและทำงานเพื่อพัฒนาความสามารถในการยืดตัวของวงจรเรียงกระแส" เฉิงกล่าว “นี่คือแพลตฟอร์มที่เราสามารถผสมผสานและประยุกต์ใช้สิ่งนี้ได้อย่างง่ายดาย เทคโนโลยี กับโมดูลอื่นๆ ที่เราได้สร้างไว้ในอดีต สามารถขยายหรือปรับใช้สำหรับการใช้งานอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย และเราวางแผนที่จะสำรวจโอกาสเหล่านั้น”