الباحثون يريدون شحن الأجهزة بواسطة جسمك !

الباحثون يريدون شحن الأجهزة بواسطة جسمك !

لسنوات والأجهزة الألكترونية تميل لأن تكون أصغر حجمًا وأكثر سرعة، لكن لا يمكن أن تستمر صناعة هذه الأجهزة على هذا المنوال ما لم نجد حلًا لمشكلة البطاريات.

تقول دينا الدماك، أستاذة الهندسة الكهربائية بجامعة جنوب كاليفورنيا:”تعتمد جودة الأجهزة على جودة مصدر الطاقة، وإنّ مهمة توفير مصدر أكبر للطاقة لتحقيق عملية حوسبة أسرع أدى إلى حالات خطرة، كإنفجارات جالكسي نوت 7، والحل يكمن بصناعة أجهزة تعمل بطاقة ذاتية تُستمد من حركة ودرجة حرارة الجسد البشري، دون حاجة للبطاريات الداخلية”.

توليد الطاقة بواسطة حرارة الجسم

تتعدد مصادر الطاقة التي قد تعتمد عليها الأجهزة ذاتية الطاقة؛ الطاقة الكهروضغطية، بتوليد الطاقة عند الضغط على مواد معينة، والطاقة الحركية، لكنّ امتلاك جهاز يعمل فقط عندما يكون في وضع الحركة ليس عمليًا، لذا ترتكز معظم الأبحاث على التوليد الحراري الذي يعتمد على فرق درجات الحرارة بين جسم الإنسان والبيئة المحيطة.



ويقول داريوش فاشائي، أستاذ الهندسة الكهربائية بجامعة كارولاينا الشمالية، بشأن أنّه وفريقه بنوا جهازًا دقيقًا يعمل بالطاقة الحرارية:”يعتمد الجهاز على فرق درجات الحرارة في توليده الطاقة، حتى لو كان الفرق بسيط، كدرجة أو اثنتان، لذا يجب أنّ تكون الأجهزة عالية الكفاءة عند هندستها لتوليد كمية كبيرة من الطاقة من قدر بسيط من الحرارة”.

ويضيف فاشائي، أنّ جهازه يولد طاقة بالميكرو واط (مليون جزأ من الواط)، مما يعني أنّ لن يكون بمقدوره أبدًا إمداد الهواتف بالطاقة.

أجهزة إلكترونية منخفضة الاستهلاك للطاقة

تصب فئة أخرى من المهندسين اهتمامها على صنع أجهزة إلكترونية تعمل بقدر ضئيل من الطاقة، وكذلك تفادي مشاكل تسريب الطاقة التي تعتري البطاريات بعد عدم استخدامها لفترة من الزمن .. وقد قامت جامعة ولاية شمال كارولاينا باستضافة جمعية ASSIST للأبحاث والتي كُرست لصنع أجهزة إلكترونية بدون بطاريات وقليلة الاستهلاك للطاقة، لأجل العناية الصحية.

وبحسب قول فينا ميسرا مديرة ASSIST فإنّ الجمعية قد صنعت بالفعل نموذج مبدئي لتتبع الصحة، ويستمد الجهاز طاقته من حرارة الجسم وهو عبارة عن سوار برتقالي اللون يمكنه مراقبة الرطوبة ودرجة الحرارة والمُركّبات العضوية بالهواء المحيط، ورقعة تتصل بصدر الفرد يمكنها مراقبة معدل ضربات القلب، والحركة، ومعدل التنفس.

توليد الكهرباء بواسطة الإحتكاك

يمكن توليد الكهرباء كذلك بواسطة الإحتكاك؛ وتسمى الكهرباء الساكنة التي تنتج بحكّ قطعتين من القماش بتأثير التريبو إلكتريك (توليد كهرباء عن طريق الاحتكاك بمواد معينة)، فاستخدم فريق من العلماء تأثيري الحركة وتربيو إلكتريك بجهاز ملبوس ذاتي الطاقة، ولكل متر مربع يولد الجهاز كمية واط تكفي لإضاءة مصابيح صغيرة مؤقتًا.

ونتيجة لإمكانية خلق تأثير تريبو إلكتريك عن طريق حكّ أي سطحين من المواد الجامدة، تتاح خيارات متعددة لاستعمال هذه الوسيلة فضلاً عن أي شيء آخر، ويقول “تشونج لين وانج” المشرف على فريق أبحاث علم النانو بمعهد جورجيا التكنولوجي، والذي قد بنى الجهاز الملبوس سالف الذكر، أنّه يتوقف إمداد هذه الأجهزة بالطاقة على مرونتها، إذ احتكاكها بالجلد البشري يمدها بالطاقة، كذلك يمكن توليد الطاقة بأي شيء يحتوي أنسجة، فتخيل امتلاكك نظام أمني يستخدم جهاز استشعار مدمج بالسجادة أو الستائر لتوليد الطاقة التي يستخدمها.

متى ستتاح التقنية بالأسواق؟

يعمل كلًا من وانج وميسرا من ASSIST بجانب شركاء الصناعة لجلب هكذا تقنية للأسوق، ويتوقع وانج وصول الأجهزة الإلكترونية منخفضة الاستهلاك للطاقة في الأسواق قبل وصول منتجه -توليد الكهرباء بواسطة الاحتكاك- بقرابة الثلاث سنوات .. وحتى ذلك الوقت فإنّ ساعة Matrix التي تستعين بحرارة الجسم لشحن طاقتها ستصل للأسواق في سبتمبر المقبل.

لذا سوف نعتمد على شواحن الإجهزة الإلكترونية لبعض الوقت، لكن الأجهزة ذاتية الطاقة ليست بعيدة المنال كما كنا نعتقد، وربما نراها خلال 5 سنوات من الآن.