حسگرهای تعبیه شده در اتصالات پوشیدنی می توانند راه آینده را نشان دهند

10 فوریه 2023 – توسط دانشگاه نورثامبریا-گرافیکی که اصول سنجش و ارتباط، محدوده صوتی (تشخیص فاصله) و موقعیت یابی (پیدا کردن مکان ها) را با استفاده از دستگاه موج صوتی انعطاف پذیر نشان می دهد. اعتبار: دانشگاه نورثومبریا

تحقیقات جدید شامل یک پروفسور دانشگاه نورثومبریا یک حسگر پوشیدنی ایجاد کرده است که قادر به انتقال بی سیم اطلاعات از طریق امواج صوتی از طریق هوا و آب است.پروفسور ریچارد فو و شرکای تحقیقاتی او – به رهبری پروفسور جین شی در دانشگاه ژجیانگ در چین – با انعطاف کافی برای نصب در یک پچ پوشیدنی، معتقدند که دستگاه موج صوتی انعطاف پذیر می تواند کاربردهای متعددی در مراقبت های بهداشتی و صنعت آب داشته باشد.

علاقه به پیشرفت قابلیت‌های حسگرهای انعطاف‌پذیر و بی‌سیم به لطف استفاده گسترده آن‌ها در لوازم الکترونیکی پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و اینترنت اشیا (IoT) یا دستگاه‌های خانه هوشمند، که اکنون در سراسر جهان رایج هستند، در بالاترین حد خود قرار دارد.

با این حال، بسیاری از سنسورها برای دستیابی به عملکردهای بی سیم یا بلادرنگ نیاز به آنتن اضافی دارند که بر اندازه آنها تأثیر می گذارد. و عملکرد دستگاه هایی که با سیگنال های فرکانس رادیویی (RF) کار می کنند، نشان داده شده است که هنگام استفاده در آب و داخل مکان فلزی بدتر می شود.

برای یافتن راه حلی، تیم های تحقیقاتی به رهبری پروفسور فو و پروفسور زی با یکدیگر همکاری کرده اند تا مواد سطحی را شناسایی کنند که به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا در برابر لرزش های کوچکی که قادر به انتقال و دریافت اطلاعات هستند، مقاومت کنند تا دستگاه خود را به عنوان یک پچ پوشیدنی توسعه دهند.

آنها بر این باورند که این طرح چند منظوره است و می تواند به عنوان مثال برای انتقال بی سیم اطلاعات ضربان قلب بیمار در طول درمان در بیمارستان استفاده شود. این حسگرها همچنین در آزمایشات از طریق آب موثر بوده اند و می توانند کاربردهای عملی از جمله تشخیص محل مشکل تعمیر و نگهداری، مانند انسداد، از داخل لوله فلزی آب داشته باشند.

یک مقاله تحقیقاتی که اخیراً در ژورنال Advanced Functional Materials منتشر شده است، جزئیات کار پیشگامانه هر دو تیم تحقیقاتی را شرح می دهد.

پروفسور فو توضیح داد: “ما احساس می کنیم که استفاده از یک دستگاه موج صوتی چند منظوره و انعطاف پذیر، که بر اساس الکتریسیته ناشی از فشار و گرما (پیزوالکتریک) کار می کند، برای دستیابی به عملکردهای سنجش یکپارچه، ارتباطات صوتی و موقعیت یابی، یک پیشرفت واقعی است.

پروفسور Xie افزود: “بر اساس این روش جدید، این نوع سنسور می تواند به عنوان فرستنده و گیرنده صوتی (فرستنده و گیرنده) بدون آنتن اضافی عمل کند و در نتیجه عوارض و اندازه سیستم را کاهش دهد. به دلیل سرعت کم امواج صوتی. محدوده صوتی و موقعیت یابی را می توان به طور مستقیم انجام داد و در مقایسه با موارد مبتنی بر بلوتوث و شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) دقت را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.”

این تحقیق توسط دانشجویان دانشگاه ژجیانگ در بازدید از دانشگاه نورثومبریا حمایت شد و از پروژه تبادل بین‌المللی انجمن سلطنتی حمایت شد.

پروفسور فو که حوزه تحقیقاتی کلیدی اش در زمینه مواد هوشمند، لایه نازک و میکروسیستم ها است، چند سالی است که با همکاران و محققان ژجیانگ کار می کند. تحقیقات آنها همچنین مقالات منتشر شده در مجلات علمی از جمله Nano Energy، ACS Applied Materials & Interfaces، ACS Sensors، Microsystems & Nanoengineering و Applied Physics Letters را تولید کرده است.

دکتر ریچارد بینز، رئیس دپارتمان ریاضیات، فیزیک و مهندسی برق در دانشگاه نورثامبریا گفت: “همکاری بخش مهمی از فرهنگ تحقیقاتی در نورثامبریا است. ما با صدها دانشگاه، کالج و مدرسه شریک در سراسر جهان همکاری نزدیک داریم.”

دیدن مشارکت قوی بین دانشگاه نورثامبریا و دانشگاه ژجیانگ که نتایج تحقیقاتی با کیفیت تولید می‌کند و همچنین مزایای کارکنان و دانشجویان هر دو دانشگاه که با هم کار می‌کنند، فوق‌العاده است.