Polscy naukowcy: smartfony przyciągają... kleszcze. Szczególnie te, przenoszące groźne choroby
By
KopalniaWiedzy.pl, in Medycyna
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Systemy bezprzewodowego ładowania uwalniają nas od kabli i konieczności pamiętania, gdzie zostawiliśmy ładowarkę. Wciąż jednak musimy mieć dostęp do maty czy stacji ładującej, a komercyjnie dostępne systemy zwykle ograniczają się do możliwości bezprzewodowego ładowania smartfonów czy szczoteczek elektrycznych. Jednak na Uniwersytecie Tokijskim powstał system, który pozwala na bezpieczne ładowanie urządzeń w dowolnym miejscu pomieszczenia. Co więcej, system jest skalowany do tego stopnia, że w wielkie stacje ładowania można zamieniać np. całe fabryki czy magazyny.
Wczesne próby bezprzewodowego przesyłania energii polegały na wykorzystaniu promieniowania elektromagnetycznego np. w formie mikrofal.Jednak ich wykorzystanie jest niebezpieczne. Współcześnie technologie takie znacznie udoskonalono i to do tego stopnia, że trwają prace nad bezprzewodowym przesyłaniem energii pozyskiwanej z przestrzeni kosmicznej. Jednak tego typu systemy wymagają stosowania zespołów anten oraz złożonych urządzeń do śledzenia pozycji odbiornika.
Znacznie bezpieczniejszym sposobem przesyłania energii jest wykorzystanie magnetycznego sprzężenia indukcyjnego. Tutaj jednak pojawia się problem gwałtownego spadku natężenia pola magnetycznego wraz z odległością. Dlatego też ładowany smartfon musi leżeć na macie ładującej lub zaraz obok niej.
Główny autor wspomnianych badań badań, doktor Takuya Sasatani z Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Systemów Informacyjnych oraz jego koledzy – Yoshihiro Kawahara z Uniwersytetu Tokijskiego i Alanson P. Sample z University of Michigan – opracowali technikę nazwaną kwazistatycznym rezonansem wnękowym (QSCR – uasistatic cavity resonance). Korzysta ona z przewodzących powierzchni wbudowanych w ściany pomieszczenia oraz przewodzącym słupem na jego środku. Razem tworzą one trójwymiarowe pole magnetyczne, które ładuje urządzenia dzięki dołączonym do nich niewielkim odbiornikom. Te będzie można, oczywiście, wbudować w same urządzenia. Naukowcy wybudowali na potrzeby badań niewielki aluminiowy pokój testowy o wymiarach 3x3x2 metry i wykazali, że są w stanie zasilać w dowolnym jego miejscu smartfony, żarówki czy wentylatory. Niezależnie od tego, jak są ustawione meble czy gdzie znajdują się ludzie.
Nasze rozwiązanie pozwala na dostarczenie dziesiątków watów mocy w dowolnym miejscu pomieszczenia. Inne technologie nie dają takich możliwości. W porównaniu z obecnie stosowanymi matami czy stacjami ładującymi, mamy tutaj pełną swobodę jeśli chodzi o pozycję ładowanego urządzenia, mówi Sasatani.
Jednym z problemów, które musieli pokonać była likwidacja szkodliwego pola elektrycznego. Poradzili sobie z tym problemem umieszczając we wnękach w ścianach rodzaj kondensatorów, dzięki którym ich urządzenie generowało pole magnetyczne „wydobywające się” ze ścian, a pole elektryczne zostało uwięzione w kondensatorach. Kolejnym wyzwaniem było zapewnienie obecności pola magnetycznego w każdym miejscu pokoju. Badacze uzyskali to tworząc liczne pola 3D. Jedno z nich było generowane z kolumny w centrum pokoju, inne znajdowały się w rogach.
Efektywność energetyczna takiego rozwiązania przekracza 37% w dowolnym miejscu pomieszczenia. Testy bezpieczeństwa pokazały, że system może dostarczyć do dowolnego punktu pokoju co najmniej 50 watów, bez przekraczania zaleceń dotyczących natężenia pola elektromagnetycznego. Jednak Sasatani przyznaje, że przeprowadzono bardzo wstępne badania i konieczne są bardziej szczegółowe eksperymenty, by sprawdzić, czy system jest bezpieczny.
Mimo, że QSCR znajduje się dopiero na wstępnych etapach rozwoju, niewykluczone że w przyszłości ta lub podobne technologie zrewolucjonizują nasze życie. Dzięki nim bowiem możliwe byłoby umieszczenie komputerów, inteligentnych urządzeń czy robotów w dowolnym punkcie pomieszczenia, bez potrzeby pamiętania o ich ładowaniu. Jednym z poważnych wyzwań, przed którymi może stanąć nowa technologia jest konieczność dostosowania już istniejących pomieszczeń. O ile nowe budynki można by projektować i wznosić z myślą o użyciu ich jako wielkich bezprzewodowych ładowarek, to istniejące wymagałyby poważnych przeróbek. Sasatani jest jednak optymistą. Być może w przyszłości powstaną odpowiednie przewodzące farby i wystarczy pomalować już istniejące pomieszczenie, stwierdza.
Szczegółowy opis technologii znajdziemy na łamach Nature Electronics.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Nowa elektroda, opracowana na MIT, pozwoli na zbudowanie akumulatorów, które przechowują więcej energii i pracują dłużej. Litowa anoda to efekt współpracy naukowców z MIT ze specjalistami z Hongkongu, Florydy i Teksasu.
Jednym z największych problemów ze współczesnymi akumulatorami wynika z faktu, że w miarę ładowania akumulatora lit się rozszerza, a podczas rozładowywania kurczy się. Te ciągłe zmiany rozmiarów prowadzą do pękania lub odłączania się elektrolitu. Inny problem stanowi fakt, że żaden z używanych stałych elektrolitów nie jest tak naprawdę chemicznie stabilny w kontakcie z wysoko reaktywnym litem, ulega więc degradacji.
Większość badań, mających na celu rozwiązanie tych problemów, poszukuje stabilnego elektrolitu. To jednak jest trudne.
Naukowcy z MIT podeszli do problemu inaczej. Wykorzystali dwa dodatkowe materiały. Jeden nazwali „zmieszanymi przewodnikami jonowo-elektronicznymi” (MIEC), a drugi to „izolatory elektronu i jonu litowego” (ELI).
Uczeni stworzyli trójwymiarową nanostrukturę przypominająca plaster miodu. Została ona zbudowana z heksagonalnych rurek MIEC częściowo wypełnionych litem. W każdej z rurek pozostawiono nieco wolnego miejsca. Gdy lit się rozszerza podczas ładowania, wypełnia puste miejsca w rurkach, poruszając się jak ciecz, mimo że zachowuje przy tym krystaliczną strukturę ciala stałego. Przepływ ten łagodzi naprężenia powstające podczas rozszerzania się litu, ale jednocześnie nie powoduje ani zmiany zewnętrznych rozmiarów elektrody, ani zmiany jej styku z elektrolitem. Drugi zaś ze wspomnianych materiałów, ELI, jest kluczowym mechanicznym łączem pomiędzy ściankami MIEC a stałym elektrolitem.
Rozszerzający się i kurczący lit przemieszcza się tak, że nie wywiera nacisku na elektrolit, więc go nie niszczy. Twórcy anody porównują to do tłoków poruszających się w cylindrach. Jako, że całość jest jest zbudowana w skali nano, a każda z rurek ma średnicę 100-300 nanometrów, całość jest jak silnik z 10 miliardami tłoków, mówi główny autor badań, profesor Ju Li.
Jako, że ścianki całej struktury wykonano z chemicznie stabilnego MIEC, lit nigdy nie traci kontaktu z materiałem. Cały akumulator pozostaje więc mechanicznie i chemiczne stabilny, dodaje Li. Naukowcy przetestowali swoją anodę podczas 100 cykli ładowania/rozładowywania i wykazali, że w elektrolicie nie powstały żadne pęknięcia.
Naukowcy twierdzą, że ich projekt pozwoli na stworzenie akumulatorów litowych, w których anoda będzie 4-krotnie lżejsza na jednostkę pojemności niż obecnie. Jeśli dodamy do tego nowe pomysły na lżejszą katodę, całość może prowadzić do znaczącego obniżenia wagi akumulatora. Dzięki nowemu akumulatorowi nowoczesne smartfony można by ładować raz na 3 dni.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Ultracienkie elastyczne ekrany dotykowe, które można zwijać jak papier, stały się rzeczywistością. Są one dziełem australijskich naukowców z RMIT University. Nanopłachty są 100-krotnie cieńsze niż materiały obecnie stosowane do produkcji ekranów dotykowych.
Nowa technologia jest kompatybilna z istniejącymi technikami produkcji, a naukowcy mają nadzieję, że dzięki niezwykłej elastyczności ekrany dotykowe będzie można produkować w rolkach, podobnie jak wytwarza się gazety. O szczegółach badań, w których brali udział również naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, Monash Univeristy oraz ARC Centre of Excellence in Future Low-Energy Electronic Technologies, poinformowano na lamach Nature Electronic.
Jak zauważa główny autor badań, doktor Torben Daeneke, obecnie większość wyświetlaczy dotykowych w smartfonach wytwarza się z przezroczystego tlenku indowo-cynowego. To dobrze przewodzący, ale bardzo kruchy, materiał. Wzięliśmy ten stary materiał i przetworzyliśmy go od wewnątrz tak, że uzyskaliśmy nową wersję, która jest niezwykle cienka i elastyczna, mówi Daeneke. Teraz można go zginać, skręcać i wytwarzać znacznie taniej i bardziej efektywnie niż materiał, którego obecnie używamy do ekranów dotykowych. Jest też bardziej przezroczysty, zatem przepuszcza więcej światła. To wszystko oznacza, że telefony komórkowe wyposażone w nasz materiał będą zużywały mniej energii, co wydłuży czas pracy na bateriach o około 10%, stwierdza uczony.
Nowa powłoka powstała dzięki podgrzaniu stopu indu i cyny do temperatury 200 stopni, dzięki czemu stał się płynny. Następnie materiał wylano ultracienką warstwą na płaską powierzchnię, uzyskując powłokę 2D. Powłoka ta ma taki sam skład chemiczny jak standardowe wyświetlacze, jednak inną strukturę krystaliczną, która nadaje jej nowe właściwości mechaniczne i optyczne. Jest w pełni elastyczna i absorbuje jedynie 0,7% światła, podczas gdy standardowy wyświetlacz pochłania nawet 10% światła.
Przewodnictwem nowej powłoki można manipulować dodając kolejne warstwy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Apple sprzeciwia się pomysłowi, by w Unii Europejskiej wprowadzić jeden typ ładowarki dla wszystkich urządzeń. Rozwiązanie takie zmniejszyłoby ilość elektronicznych odpadów i ułatwiło życie konsumentom, jednak nie wszystkim się ono podoba.
W przeszłości firmy takie jak Apple, Samsung, Nokia, LG czy Huawei podpisały wspólną deklarację, w której zobowiązały się do rozpoczęcia prac nad ujednoliceniem standardu ładowarek. Jednak porozumienie nie dotyczy wszystkich producentów elektroniki i nie obejmuje wszystkich urządzeń. Dlatego też europejscy prawodawcy chcą, by jeden standard ładowarek stał się obowiązkiem na terenie Unii Europejskiej.
Nowe przepisy, jeśli zostaną przyjęte, najbardziej uderzą właśnie w Apple'a. Firma ta bowiem od czasu rozpoczęcia sprzedaży iPhone'a woli stosować własne ładowarki, a nie standardowe rozwiązania. Ostatnio takim standardem stał się USB Type-C. Nawet Apple stosuje to rozwiązanie w swoich laptopach i tabletach. Ale odmawia stosowania go w smartfonach.
Uważamy, że rozwiązania wymuszające unifikację ładowarek wbudowanych we wszystkie smartfony będą blokowały innowacyjność, zaszkodza konsumentom w Europie i całej gospodarce, oświadczyli przedstawiciele Apple'a. Zauważyli przy tym, że standard USB-C szeroko się rozpowszechnił, zatem wymuszanie unifikacji nie jest potrzebne. Koncern zamówił nawet specjalne badania, z których wynika, że wymuszenie na Apple'u stosowania takiej ładowarki jak inni kosztowałoby co najmniej 1,5 miliarda euro, podczas gdy korzyści środowiskowe z takiego działania oceniono na 13 milionów euro.
Na przełomie stycznia i lutego mają się z kolei ukazać badania zamówione przez Komisję Europejską. Ich celem jest oszacowanie korzyści i kosztów związanych z wprowadzeniem zunifikowanego standardu ładowarek na europejskim rynku.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Wyobraźmy sobie, że każdą powierzchnię – stół, drzwiczki do piekarnika, deskę rozdzielczą samochodu – można by zamienić w dotykowy interfejs użytkownika. Zniknęła by konieczność stosowania mechanicznych przycisków, a urządzenia elektroniczne stałyby się wodoodporne. Taki jest właśnie cel firmy UltraSense Systems, która zaprezentowała najmniejszy podobno czujnik ultradźwiękowy typu sensor-on-chip. Pozwala on na odbieranie dotyku i gestu niezależnie od rodzaju i grubości materiału. Dwa firmowe produkty, TouchPoint oraz TouchPointZ, mają już w przyszłym roku trafić do pierwszych urządzeń.
UltraSense zostało założone przez dwóch byłych menedżerów InvenSense. Gdy w 2017 roku TDK przejęło InvenSense Dan Goehl został w firmie przez kolejnych 15 miesięcy, a Mo Maghsoudnia odszedł, by zająć się technologiami ultradźwiękowymi w medycynie. Z czasem Maghsoudnia stwierdził, że ze względu na specyfikę rynku medycznego jego pomysły będą wdrażane powoli, zainteresował się więc rynkiem konsumenckim.
Na pierwszy ogień pójdzie rynek smartfonów. Nowe technologie trafiają tutaj dość szybko, a my rozpoczynamy pracę we właściwym momencie, wraz z początkiem epoki 5G, mówi Goehl. Producenci smartfonów są wstępnie zainteresowani nową technologią, gdyż chcieliby się pozbyć fizycznych przycisków z urządzeń. Tymczasem czujniki UltraSense działają, jak twierdzą ich twórcy, nawet gdy na powierzchni znajduje się wilgoć, brud czy tłuszcz. Współpracują z każdym materiałem o każdej grubości.
Goehl pytany, czy istnieją dla nich jakieś ograniczenia fizyczne, mówi, że jedynymi są odległość i moc. Pierwsze produkty zaprojektowaliśmy tak, by były wydajne pod względem energetycznym. Skupiliśmy się na rynku urządzeń mobilnych zatem działają przez 5-milimetrowej grubości aluminium, 5-milimetrowe szkło i 2-milimetrową warstwę stali. Teoretycznie, biorąc pod uwagę technologię którą dysponujemy i produkty, do jakich trafi ona w przyszłym roku, zasilanie nie jest problemem. Nasz czujnik może bez przeszkód działać przez 20-milimetrową płytę z aluminium.
Goehl wyjaśnia, jak działa technologia oferowana przez firmę. Wysyłamy ultradźwięki przez materiał i mierzymy zmiany impedancji akustycznej na powierzchni. Informacje na ten temat wracają do czujnika, który na tej podstawie interpretuje siłę nacisku. Gdy lekko dotkniemy powierzchni, pomiędzy liniami papilarnymi wciąż znajduje się powietrze. Im mocnej naciskamy, tym większa deformacja linii papilarnych i powietrze jest wypychane. Wraz z tym rośnie kontrast, który nasze urządzenie rejestruje i interpretuje.
Uspokaja, że nie ma ryzyka, iż znajdujący się w kieszeni telefon zostanie przypadkiem włączony. Czujnik został zaprojektowany tak, by sygnał rozpraszał się w powietrzu, jeśli więc smartfon jest w kieszeni i ociera się o niego materiał spodni, urządzenie jest w stanie rozpoznać, co się dzieje i nie przyjmuje takiego sygnału. TouchPoint potrafi rozpoznać wiele takich wzorców dotyku.
Urządzenie ma wymiary 1,4x2,4x0,49 mm. W trybie czuwania potrzebuje 20 µA mocy. Działa niezależnie od procesora producenta, gdyż wszystkie algorytmy zostały wbudowane w sam czujnik. Może być on używany zarówno do prostych zadań, jako włącznik i wyłącznik smartfonu, lub też do sterowania całym urządzeniem, wówczas jest w stanie obsłużyć wielofunkcyjny interfejs z różnymi rodzajami gestów i dotyków.
TouchPoint został już przetestowany przez producentów smartfonów i jest gotowy do masowej produkcji.
UltraSense chce w ciągu najbliższych 2-3 lat rozpocząć podbój rynku motoryzacyjnego. Tam na przykład TouchPoint mógłby zamieniać deskę rozdzielczą w jeden wielki interfejs.
Firma nie wchodzi na dziewicze terytorium, działają na nim bowiem już inne przedsiębiorstwa. Firma Sentons oferuje tensometry (czujniki naprężenia), a New Degree Technology czujniki nacisku. UltraSense zapewnia, że ich technologia to coś zupełnie innego. Inne technologie mają poważne ograniczenia dotyczące np. grubości materiału, w którym mogą być stosowane, złożoności procesu integracji w urządzenie czy czasu kalibracji. TouchPoint ograniczeń tych nie ma. Łatwo go umieścić w urządzeniu, a kalibracja zajmuje sekundy. Obecnie rynek dojrzał do takiej technologii. Być może kilka lat temu byłoby na nią zbyt wcześnie, mówi Goehl.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.