breath-smart-home

Управление “умным домом” с помощью дыхания

Схема и рабочий механизм трибоэлектрического датчика с дыхательным приводом. а) Принципиальная схема разработанной системы HMI на базе TENG. б) Схематическое изображение структурных компонентов трибоэлектрического датчика. в, г) Фотографии прототипа трибоэлектрического датчика. e) СЭМ-изображение пленки Ecoflex с поверхностными микроструктурами. Шкала шкалы, 50 мкм. f) Схематическая иллюстрация принципа работы трибоэлектрического датчика. g) Распределение электрического потенциала в двух трибоэлектрических слоях датчика, смоделированное с помощью FEA. Источник: Advanced Materials Interfaces

Исследователи из Университета Case Western Reserve создали прототип устройства, которое позволяет пользователям управлять технологией “умного дома”, изменяя свой режим дыхания.

Автономное устройство помещается в ноздри и может улучшить качество жизни людей с ограниченной подвижностью или неспособностью четко говорить. Оно также может быть запрограммированно на автоматическое оповещение медицинского персонала, если у человека возникают проблемы с дыханием.

“Мы считаем, что наличие обеих этих возможностей – интеллектуального управления технологиями и медицинского оповещения – в небольшом устройстве делает это устройство особенным”, – сказал Чанген “Чейз” Цао, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической инженерии, руководитель исследования и разработки устройства.

Цао и его сотрудники недавно опубликовали свое исследование в журнале Advanced Materials Interfaces.

Революция “умных технологий”

Умные устройства и технологии “умного дома” составляют быстрорастущую отрасль, поскольку сотни бытовых приборов и устройств поддерживают Bluetooth или объединены в “Интернет вещей” (IoT).

Приборы “умного дома” включают в себя системы освещения и управления энергопотреблением, кондиционеры и системы безопасности. Ими можно управлять дистанционно или запрограммировать на автономную работу.

Но для пользователей с ограничениями существует препятствие в виде невозможности программирования устройства, в следствие чего преимущества интеллектуальных технологий для них практически недоступны.

Принцип работы устройства

Цао и его сотрудники использовали технологию, известную как трибоэлектрические наногенераторы (TENGs), или трибоэлектрификация.

TENG могут преобразовывать механическую энергию, получаемую из окружающей среды, в электричество для питания небольших устройств, таких как датчики или подзарядка бытовой электроники.

Данная серьезная технология, разработанная за последнее десятилетие, позволяет ученым преобразовывать механическую энергию в полезную электроэнергию. Эта энергия присутствует в естественной среде: дождь, ветер или даже повседневные движения тела, такие как прикосновение рук друг к другу, ходьба или, в данном случае, дыхание.

Цао сказал, что устройство, получившее название “система человеко–машинного интерфейса (HMI), управляемая дыханием”, может быть доступна широкой публике в течение трех-пяти лет из-за его простого функционала и дизайна. Он сказал, что команда в ближайшие годы продолжит работу над прототипом для подготовки к практическому использованию.

Подробнее: Yaokun Pang et al, Self‐Powered Multifunctional Human–Machine Interfaces for Respiratory Monitoring and Smart System Control, Advanced Materials Interfaces (2022). DOI: 10.1002/admi.202201202

Dong Wook Kim et al, Material aspects of triboelectric energy generation and sensors, NPG Asia Materials (2020). DOI: 10.1038/s41427-019-0176-0

Еще больше статей: https://cyberkoalastudios.com/cybernews/

0
    0
    Ваша корзина
    Ваша корзина пустаВернуться к курсам