اینترنت اشیا بدون سیم، ارزان‌تر و سبزتر

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۰ ژانویه ۲۰۲۳
لینک منبع A Cheaper and Greener Internet of Things With No Wires Attached

یک تیم بین‌المللی به رهبری KAUST پیشنهاد می‌کند که اشکال نوظهور فناوری دستگاه‌های لایه نازک که بر مواد نیمه‌هادی جایگزین مانند مواد آلی قابل چاپ، آلوتروپ‌های نانو کربن و اکسیدهای فلزی متکی هستند، می‌توانند به اینترنت اشیا (IoT) پایدارتر از نظر اقتصادی و زیست محیطی کمک کنند.

اینترنت اشیا قرار است تاثیر زیادی بر زندگی روزمره و بسیاری از صنایع داشته باشد. این ابزار بین بسیاری از اشیاء هوشمند با شکل و اندازه‌های مختلف - مانند سیستم‌های امنیتی خانه با کنترل از راه دور، اتومبیل‌های خودران مجهز به حسگرهایی که موانع موجود در جاده را تشخیص می‌دهند، و تجهیزات کارخانه با دمای کنترل شده - را از اینترنت و سایر شبکه‌های حسی و ارتباطی به یکدیگر متصل می‌کند و تبادل داده را تسهیل می‌کند.

پیش‌بینی می‌شود که این ابرشبکه رو به رشد تا دهه آینده به تریلیون‌ها دستگاه برسد و تعداد گره‌های حسگر مستقر در پلتفرم‌هایش را افزایش دهد.

رویکردهای فعلی که برای تامین انرژی گره‌های حسگر استفاده می‌شوند به فناوری باتری متکی هستند، اما باتری‌ها نیاز به تعویض منظم دارند که در طول زمان هزینه‌بر و برای محیط زیست مضر است. همچنین، تولید جهانی فعلی لیتیوم برای مواد باتری ممکن است با افزایش تقاضای انرژی ناشی از افزایش تعداد حسگرها سازگار نباشد.

گره‌های حسگر بی‌سیم می‌توانند با جذب انرژی از محیط با استفاده از به اصطلاح برداشت‌کننده‌های انرژی، مانند سلول‌های فتوولتائیک و برداشت‌کننده‌های انرژی فرکانس رادیویی (RF) و سایر فناوری‌ها، به دستیابی به اینترنت اشیا پایدار کمک کنند. وسایل الکترونیکی با مساحت بزرگ می تواند کلیدی در فعال کردن این منابع انرژی باشد.

فارغ‌التحصیلان KAUST، Kalaivanan Loganathan، به همراه توماس آنتوپولوس و همکاران، قابلیت دوام فناوری‌های مختلف الکترونیکی در سطح وسیع و پتانسیل آن‌ها را برای ارائه حسگرهای اینترنت اشیا با انرژی بی‌سیم و سازگار با محیط زیست ارزیابی کردند.

به لطف پیشرفت قابل توجه در پردازش مبتنی بر محلول، که چاپ دستگاه‌ها و مدارها را بر روی بسترهای منعطف و مساحت بزرگ آسان‌تر کرده است، اخیراً لوازم الکترونیکی با مساحت بزرگ به عنوان جایگزین جذابی برای فناوری‌های مبتنی بر سیلیکون معمولی ظاهر شده‌اند. آن‌ها را می‌توان در دماهای پایین و روی بسترهای زیست‌تخریب‌پذیر مانند کاغذ تولید کرد، که آن‌ها را نسبت به همتایان مبتنی بر سیلیکون خود دوست‌دار محیط زیست می‌کند.

طی سال‌ها، تیم Anthopoulosمجموعه‌ای از قطعات الکترونیکی RF، از جمله دستگاه‌های نیمه‌رسانای اکسید فلزی و پلیمری آلی به نام دیودهای شاتکی را توسعه داده است. لوگاناتان می‌گوید: «این دستگاه‌ها اجزای حیاتی در برداشت‌کننده‌های انرژی بی‌سیم هستند و در نهایت عملکرد و هزینه گره‌های حسگر را تعیین می‌کنند».

کمک‌های کلیدی تیم KAUSTشامل روش‌های مقیاس‌پذیر برای تولید دیودهای RFبرای برداشت انرژی به محدوده فرکانس 5G/6G است. آنتوپولوس می‌گوید: «چنین فناوری‌هایی بلوک‌های ساختمانی مورد نیاز را برای راه‌های پایدارتر برای تامین انرژی میلیاردها گره حسگر در آینده نزدیک فراهم می‌کنند».

لوگاناتان اضافه می‌کند که تیم در حال بررسی ادغام یکپارچه این دستگاه‌های کم‌مصرف با آنتن و حسگرها است تا پتانسیل واقعی آن‌ها را به نمایش بگذارد.

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات تکنولوژی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است. در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.