دستگاه پوشیدنی جدیدی که بدن را به باتری تبدیل می کند

محققان دانشگاه CU Boulder دستگاه پوشیدنی جدید و کم هزینه ای را تولید کرده اند که بدن انسان را به یک باتری بیولوژیکی تبدیل می کند.

این دستگاه جدید، به اندازه ای قابلیت کشسانی دارد که می توانید آن را مانند انگشتر، دستبند یا هر وسیله جانبی دیگری که پوست شما را لمس می کند بپوشید. این دستگاه همچنین با استفاده از ژنراتورهای حرارتی، دمای داخلی بدن را به برق تبدیل می کند.

جیانلیانگ شیائو، نویسنده ارشد این مقاله و دانشیار گروه مهندسی مکانیک در دانشگاه CU Boulder، می گوید: “در آینده، هدف ما تامین انرژِی لوازم الکترونیکی پوشیدنی شما بدون نیاز به باتری است.”

این مفهوم ممکن است مانند چیزی شبیه به سری فیلم های ماتریکس به نظر برسد که در آن نژادی از ربات ها انسان ها را برای دریافت انرژی ارزشمند به بردگی می کشانند. دستگاه هایی که  شیائو و همکارانش طراحی کرده اند، می تواند برای هر سانتی متر مربع از فضای پوست، حدود ۱ ولت انرژی تولید کنند. اگرچه این مقدار ولتاژ، در مقایسه با بیشتر باتری های موجود، بسیار کمتر محسوب می شود، اما هنوز هم برای تامین انرژی ابزارهای الکترونیکی مانند ساعت یا ردیاب های تناسب اندام کافی است.

دانشمندان قبلا هم بر روی دستگاه های ترموالکتریک پوشیدنی مشابه آزمایش کرده بودند، اما دستگاه شیائو کشسان است، در صورت آسیب دیدگی می تواند خود را التیام بخشد و کاملا قابل بازیافت است. این امر باعث می شود جایگزین تمیزتری برای ابزارهای الکترونیکی سنتی باشد.

شیائو می گوید: “هر وقت از باتری استفاده می کنید، از عمر آن کاسته می شود و در نهایت نیاز به تعویض خواهد داشت. نکته مثبت در مورد دستگاه ترموالکتریک ما این است که می توانید آن را بپوشید و به طور مداوم انرژی مورد نیاز شما را فراهم می کند.”

این پروژه اولین تلاش شیائو برای ترکیب انسان با ربات نیست. او و همکارانش قبلا بر روی وسیله پوشیدنی که ظاهری کاملا شبیه به پوست واقعی انسان دارد (پوست الکترونیکی)، آزمایشاتی انجام داده بودند. این اپیدرم (پوست) اندروید، برای کار کردن، باید به یک منبع تغذیه خارجی متصل شود.

آخرین نوآوری این گروه با پایه ای ساخته شده از ماده کشسان به نام پلی آمین آغاز می شود. دانشمندان سپس یک سری تراشه های حرارتی الکتریکی نازک را در آن پایه قرار داده و همه آن ها را با سیم های فلزی مایع متصل می کنند. محصول نهایی به نظر می رسد تلاقی بین یک دستبند پلاستیکی و یک مادربرد کوچک کامپیوتر یا شاید یک انگشتر الماس پیشرفته باشد.

شیائو می گوید: “طراحی ما باعث کشش کل سیستم می شود، بدون اینکه فشار زیادی به مواد ترموالکتریک که واقعا شکننده است، وارد شود.”

تصور کنید در حال دویدن هستید. هنگام ورزش بدن شما گرم می شود و این گرما به هوای خنک اطراف منتقل می شود. دستگاه شیائو این جریان انرژی را به جای هدر دادن، ذخیره می کند.

به گفته شیائو: “این ژنراتورهای ترموالکتریک با بدن انسان در تماس نزدیک هستند و می توانند از حرارتی که به طور معمول در محیط پخش می شود استفاده کنند.”

به گفته شیائو شما می توانید با افزودن بلوک های بیشتری از ژنراتورها، به راحتی این نیرو را تقویت کنید. شیائو طراحی خود را با یک اسباب بازی محبوب کودکان به نام لگو مقایسه می کند.

شیائو می گوید: “آنچه می توانم انجام دهم این است كه این واحدهای كوچكتر را تركیب كنم تا یک واحد بزرگتر بدست آورم. این کار مثل این است که یک دسته از قطعات کوچک لگو را کنار هم قرار دهید تا یک ساختار بزرگ ایجاد کنید. این امر گزینه های زیادی برای شخصی سازی به شما می دهد.”

به عنوان مثال، براساس محاسبات شیائو و همکارانش، شخصی که پیاده روی سریع می کند می تواند از دستگاهی به اندازه یک مچ بند ورزشی معمولی برای تولید حدود ۵ ولت برق استفاده کند. این مقدار، برای بسیاری از باتری های ساعت می توانند کافی باشد.

شیائو می گوید: “ما در تلاشیم تا جایی که ممکن است دستگاه های خود را ارزان، قابل اعتماد، و با کمترین آسیب به محیط زیست بسازیم.”

با وجود این که هنوز طراحی این دستگاه ها کامل نشده است، شیائو فکر می کند این ابزارها، ظرف ۵ تا ۱۰ سال آینده ممکن است در بازار قابل دسترس باشند.

بخوانید: نگاهی به ربات پرنده شرکت آلمانی فستو

منبع: colorado