Các nhà nghiên cứu đã phát triển cảm biến không dùng pin, phản ứng với sóng âm thanh, chẳng hạn như những lời nói cụ thể, tạo ra đủ năng lượng rung động để cung cấp cho một thiết bị điện tử. Cảm biến mới không chỉ giảm lãng phí pin mà có thể cung cấp năng lượng cho thiết bị y tế như cấy ốc tai điện tử hoặc giám sát các lỗi của tòa nhà.
Chúng ta phụ thuộc vào pin để cung cấp năng lượng cho nhiều vật dụng sử dụng hàng ngày, mọi thứ từ điện thoại thông minh, đồ chơi đến điều khiển từ xa và đèn pin. Do đó, 15 tỷ pin bị loại bỏ mỗi năm trên toàn thế giới, nhiều trong số đó kết thúc ở bãi rác.
Đối với một số thiết bị nhất định, việc vứt bỏ pin có thể sẽ sớm trở thành quá khứ nhờ các nhà nghiên cứu tại ETH Zurich phát triển cảm biến không cần gì để cung cấp năng lượng cho nó ngoại trừ âm thanh. Johan Robertsson, một trong những tác giả của nghiên cứu cho biết: “Cảm biến hoạt động hoàn toàn bằng cơ học và không cần nguồn năng lượng bên ngoài. Nó chỉ đơn giản sử dụng năng lượng rung động có trong sóng âm thanh”.
Cảm biến nhạy âm thanh không cần nguồn điện bên ngoài, được kích hoạt bằng sóng âm thanh do một số tiếng ồn nhất định tạo ra.
Nhưng chỉ có một số sóng âm nhất định. Cảm biến do các nhà nghiên cứu phát triển có khả năng nhận dạng giọng nói thụ động và kích hoạt bất cứ khi nào từ một âm điệu hoặc tiếng ồn được tạo ra. Các sóng âm thanh phát ra khiến cảm biến rung đủ để tạo ra xung điện nhỏ làm bật một thiết bị điện tử. Cảm biến nguyên mẫu có thể phân biệt giữa các từ được nói “ba” và “bốn”. Bởi vì “bốn” tạo ra nhiều năng lượng âm thanh hơn “ba”, nên nó làm cho cảm biến rung, bật thiết bị hoặc kích hoạt quá trình tiếp theo, trong khi việc nói từ “ba” không có tác dụng.
Cảm biến là một siêu vật liệu, có đặc tính hiếm thấy trong tự nhiên. Marc Serra-Garcia, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Cảm biến của chúng tôi gồm hoàn toàn bằng silicon và không chứa kim loại nặng độc hại cũng như bất kỳ loại đất hiếm nào như cảm biến điện tử thông thường”.
Tuy nhiên, cảm biến thu được đặc tính nhận dạng giọng nói từ cấu trúc của nó chứ không phải từ vật liệu làm nên nó. Sử dụng mô hình và thuật toán máy tính, các nhà nghiên cứu đã thiết kế cấu trúc cảm biến bằng cách sử dụng một mạng gồm các tấm silicon (bộ cộng hưởng) giống hệt nhau kết nối bằng các thanh nhỏ hoạt động giống như lò xo. Lò xo là thứ quyết định liệu âm thanh cụ thể làm cho cảm biến chuyển động hay không.
Các nhà nghiên cứu nhìn thấy nhiều ứng dụng tiềm năng cho cảm biến chạy bằng âm thanh, không dùng pin. Nó có thể được sử dụng để theo dõi động đất và các tòa nhà, chẳng hạn như ghi lại âm thanh cụ thể phát ra từ vết nứt nền móng của tòa nhà. Hoặc có thể phát hiện tiếng rít do khí thoát ra và kích hoạt báo động.
Họ cho biết, cảm biến này cũng có thể có ứng dụng trong y tế, chẳng hạn như dành cho người được cấy ghép ốc tai điện tử để điều trị bệnh điếc hoặc mất thính lực. Hiện tại, mỗi bộ cấy cần hai hoặc ba pin, tùy thuộc vào loại bộ xử lý âm thanh sử dụng. Mặc dù thời lượng thay đổi tùy theo loại hoạt động mà một người tham gia, nhưng pin dùng một lần sẽ có thời lượng sử dụng từ 30 đến 60 giờ và cần được thay thế thường xuyên.
Hà My (theo newatlas.com)
https://vietq.vn/phat-trien-cam-bien-khong-dung-pin-ma-su-dung-nang-luong-bang-am-thanh-d218486.html
