دیده بان پیشرفت علم، فناوری و نوآوری
09 بهمن 1401 - 13:32
آنا گزارش می‌دهد؛

آغاز عصر جدیدی از ارتباطات با فرستنده بی‌سیم هوشمند

آغاز عصر جدیدی از ارتباطات با فرستنده بی‌سیم هوشمند
فرستنده بی‌سیم هوشمند به نظر می‌رسد که قوانین فیزیک را نقض می‌کند اما بنابر نظر محققان این فناوری می‌تواند عصر جدیدی از ارتباطات را آغاز کند.
کد خبر : 828746

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، فرستنده بی سیم هوشمند در ابتدا به نظر می‌رسد که قوانین فیزیک را نقض می‌کند. آیا این فناوری که تقریباً از هیچ قدرتی استفاده نمی کند، می‌تواند عصر جدیدی از ارتباطات را آغاز کند؟

انتقال بی سیم اطلاعات به سادگی با باز و بسته کردن کلیدی که مقاومت را به آنتن متصل می‌کند، امکان‌پذیر است و نیازی به ارسال برق به آنتن نیست. این سیستم، همراه با تکنیک‌های برداشت انرژی از محیط، می‌تواند به تولید انواع دستگاه‌هایی منجر شود که داده‌هایی همچون حسگر‌های کوچک و دستگاه‌های پزشکی کاشته‌شده را بدون نیاز به باتری یا سایر منابع انرژی منتقل می‌کنند.

**فناوری که قانون دوم ترمودینامیک را نقض نمی‌کند

این‌ سیستم شامل حسگر‌هایی برای کشاورزی هوشمند، وسایل الکترونیکی کاشته شده در بدن، کارت‌های اعتباری بدون تماس و حتی راه‌های جدیدی برای ارتباط ماهواره‌ها هستند که نیازی به تعویض باتری ندارند. به غیر از انرژی مورد نیاز برای چرخاندن سوئیچ، هیچ انرژی دیگری برای انتقال اطلاعات مورد نیاز نیست. سوئیچ یک ترانزیستور است؛ یک کلید کنترل شده الکتریکی بدون قطعات متحرک که مقدار کمی انرژی مصرف می‌کند. در ساده‌ترین شکل، سوئیچ یک منبع سیگنال الکتریکی قوی را به آنتن فرستنده متصل و قطع می‌کند. هنگامی که منبع سیگنال متصل است، آنتن یک موج رادیویی تولید می‌کند که عدد یک را نشان داده و اگر قطع شود، هیچ موج رادیویی وجود ندارد و عدد صفر را نشان می‌دهد. در نتیجه به منبع سیگنال برقی نیازی نیست. در عوض، نویز حرارتی که در همه رساناهای الکتریکی وجود دارد، به دلیل حرکت و گرمای الکترون‌ها، می‌تواند جای سیگنالی را بگیرد که آنتن را هدایت می‌کند.

ماشین‌هایی هستند که می‌توانند به طور نامحدود بدون نیاز به انرژی از هیچ منبع خارجی کار کنند که به آن ماشین‌های حرکت دائمی می‌گویند. گروهی از مهندسان برق که در مورد سیستم‌های بی‌سیم تحقیق می‌کنند از داوران این مقاله خواستار توضیح شده‌اند که چرا قانون دوم ترمودینامیک ماشین‌های حرکت دائمی را نقض نمی‌کند. آن‌ها نگران بودند که اگر امکان ارسال و دریافت اطلاعات بدون اجزای برقی و با فرستنده و گیرنده در یک دما وجود داشته باشد، به این معنی است که می‌شود یک ماشین حرکت دائمی ایجاد کرد. از آن‌جا که این غیرممکن است، احتمالاً در این مطالعه مشکلی وجود دارد.

بیشتر بخوانید:‌

هوش مصنوعی چگونه کسب و کارهای خرده‌فروشی را توسعه می‌دهد؟

هوشمندسازی شهرها و خانه‌ها با استفاده از اینترنت اشیا

یکی از راه‌هایی که می‌توان قانون دوم ترمودینامیک را بیان کرد، این است که گرما خود به خود فقط از اجسام داغ‌تر به اجسام سردتر جریان می‌یابد. سیگنال‌های بی‌سیم از فرستنده ارسال شده گرما را منتقل می‌کنند. اگر یک جریان خود به خود سیگنالی از فرستنده به گیرنده در غیاب اختلاف دما داشته باشد، می‌توان آن جریان را برای دریافت انرژی آزاد، بر خلاف قانون دوم، برداشت کرد. وضوح این پارادوکس ظاهری این است که گیرنده در سیستم تغذیه می‌شود و مانند یک یخچال عمل می‌کند. الکترون‌های حامل سیگنال در سمت گیرنده توسط تقویت کننده سرد نگه داشته می‌شوند، مشابه اینکه یخچال با پمپاژ مداوم گرما به بیرون، فضای داخلی خود را سرد نگه می‌دارد. فرستنده تقریباً هیچ برقی مصرف نمی‌کند، اما گیرنده برق قابل توجهی تا ۲ وات مصرف می‌کند. این مشابه گیرنده‌های دیگر سیستم‌های ارتباطی کم مصرف است. تقریباً تمام انرژی مصرفی در ایستگاه پایه‌ای اتفاق می‌افتد که محدودیتی در مصرف انرژی ندارد.

آغاز عصر جدیدی از ارتباطات با فرستنده بی‌سیم هوشمند

**ارتباطات جدیدی میان مطالعه گرما و ارتباطات 

بسیاری از محققان در سراسر جهان بر روی یک رویکرد ساده‌تری کار می‌کنند؛ روش‌های ارتباط غیرفعال به نام Backscatter. یک فرستنده داده backscatter بسیار شبیه به دستگاه فرستنده داده این مطالعه عمل می‌کند. با این تفاوت که در سیستم ارتباطی پس‌پراکنده، علاوه بر فرستنده داده و گیرنده داده، جزو سومی نیز وجود دارد که موج رادیویی تولید می‌کند. یک دستگاه backscatter بازده انرژی مشابه فرستنده بی سیم هوشمند را دارد، اما راه اندازی backscatter بسیار پیچیده‌تر است، زیرا به یک جزو تولید کننده سیگنال نیاز است. با این حال، این سیستم نسبت به رادیو‌های backscatter یا رادیو‌های معمولی سرعت و برد داده کمتری دارد.

یکی از زمینه‌های پیشرفت این مطالعه در آینده، بهبود سرعت و محدوده داده سیستم و آزمایش آن در برنامه‌هایی مانند دستگاه‌های کاشته‌شده است. برای دستگاه‌های کاشته شده، مزیت روش جدید این است که نیازی به قرار دادن بیمار در معرض سیگنال رادیویی خارجی که می‌تواند باعث گرم شدن بافت شود، ندارد. در نهایت، این کار ممکن است به ارتباطات جدیدی میان مطالعه گرما (ترمودینامیک) و مطالعه ارتباطات منجر شود.

 

حسن خاکبازان

انتهای پیام/۱۱۰/

انتهای پیام/

ارسال نظر