Vận hành "ngôi nhà thông minh" bằng điều khiển hơi thở

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Case Western Reserve đã tạo ra một thiết bị nguyên mẫu đơn giản cho phép người dùng điều khiển công nghệ " nhà thông minh", bằng cách thay đổi kiểu thở của họ.Thiết bị tự cung cấp năng lượng điều khiển phù hợp với lỗ mũi và có khả năng nâng cao chất lượng cuộc sống cho những người bị hạn chế khả năng vận động hoặc không thể nói rõ ràng.Nó cũng có thể được lập trình để cung cấp cảnh báo tự động cho nhân viên y tế nếu một người bị khó thở. Changyong "Chase" Cao, trợ lý giáo sư về kỹ thuật cơ khí và hàng không, người đang dẫn đầu nghiên cứu và phát triển của thiết bị này chia sẻ.Cao và các cộng sự của ông gần đây đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Advanced Materials Interfaces. Nhóm nghiên cứu bao gồm Postdoc Yaokun Pang (hiện là giáo sư tại Đại học Qingdao, Trung Quốc) và Tiến sĩ Shoue Chen. Cao cho biết anh cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thiết bị nguyên mẫu mới này.Cách thức hoạt động của thiết bị: Cao và các cộng sự của anh ấy đã sử dụng một công nghệ được gọi là máy phát điện nano ba chiều (TENG) hay còn gọi là quá trình điện hóa triboelectrification, để làm cho thiết bị hoạt động. TENG có thể chuyển đổi năng lượng cơ học thu được từ môi trường thành điện năng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ như cảm biến, hoặc sạc điện cho các thiết bị điện tử tiêu dùng.Công nghệ này được phát triển một cách nghiêm túc trong thập kỷ qua, cho phép các nhà khoa học chuyển đổi năng lượng cơ học hàng ngày thành năng lượng điện hữu ích.Năng lượng tồn tại trong môi trường tự nhiên bao gồm mưa, gió hoặc thậm chí là các chuyển động cơ thể hàng ngày, chẳng hạn như chạm tay vào nhau, đi bộ hoặc trong trường hợp này là động tác thở.Cao cho biết thiết bị này - được mệnh danh là "hệ thống Giao diện Người-Máy (HMI) điều khiển bằng hơi thở" - sẽ ra mắt công chúng trong vòng 3 đến 5 năm tới vì thiết kế và chức năng đơn giản của nó.Anh cho biết nhóm sẽ tiếp tục làm việc trên nguyên mẫu trong những tháng và năm tới để sẵn sàng đưa nó vào sử dụng thực tế.Có thể thấy, cùng với nhau, thiết bị thông minh và công nghệ nhà thông minh tạo nên một ngành công nghiệp đang phát triển nhanh chóng khi hàng trăm thiết bị và thiết bị tiêu dùng sẵn sàng hỗ trợ Bluetooth hoặc được xếp vào "Internet of Things" (IoT).Các thiết bị gia dụng thông minh bao gồm hệ thống chiếu sáng và kiểm soát năng lượng, máy điều hòa không khí và hệ thống an ninh. Chúng có thể được điều khiển từ xa hoặc được lập trình để thực hiện một cách tự chủ.Nhưng đối với những người dùng không thể nói hoặc sử dụng tay chân để lập trình thiết bị, những lợi ích của công nghệ thông minh gần như không thể tiếp cận được."Công nghệ thông minh là rất tốt - nhưng chỉ khi bạn thực sự có thể sử dụng nó", Cao nói. "Thiết kế mới của chúng tôi sẽ cho phép bất kỳ ai đang thở đều có thể bật và tắt thiết bị hoặc thay đổi cài đặt của bộ điều nhiệt chẳng hạn”.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Case Western Reserve đã tạo ra một thiết bị nguyên mẫu đơn giản cho phép người dùng điều khiển công nghệ " nhà thông minh", bằng cách thay đổi kiểu thở của họ.

Thiết bị tự cung cấp năng lượng điều khiển phù hợp với lỗ mũi và có khả năng nâng cao chất lượng cuộc sống cho những người bị hạn chế khả năng vận động hoặc không thể nói rõ ràng.

Nó cũng có thể được lập trình để cung cấp cảnh báo tự động cho nhân viên y tế nếu một người bị khó thở. Changyong "Chase" Cao, trợ lý giáo sư về kỹ thuật cơ khí và hàng không, người đang dẫn đầu nghiên cứu và phát triển của thiết bị này chia sẻ.

Cao và các cộng sự của ông gần đây đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Advanced Materials Interfaces. Nhóm nghiên cứu bao gồm Postdoc Yaokun Pang (hiện là giáo sư tại Đại học Qingdao, Trung Quốc) và Tiến sĩ Shoue Chen. Cao cho biết anh cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thiết bị nguyên mẫu mới này.

Cách thức hoạt động của thiết bị: Cao và các cộng sự của anh ấy đã sử dụng một công nghệ được gọi là máy phát điện nano ba chiều (TENG) hay còn gọi là quá trình điện hóa triboelectrification, để làm cho thiết bị hoạt động.

TENG có thể chuyển đổi năng lượng cơ học thu được từ môi trường thành điện năng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ như cảm biến, hoặc sạc điện cho các thiết bị điện tử tiêu dùng.

Công nghệ này được phát triển một cách nghiêm túc trong thập kỷ qua, cho phép các nhà khoa học chuyển đổi năng lượng cơ học hàng ngày thành năng lượng điện hữu ích.

Năng lượng tồn tại trong môi trường tự nhiên bao gồm mưa, gió hoặc thậm chí là các chuyển động cơ thể hàng ngày, chẳng hạn như chạm tay vào nhau, đi bộ hoặc trong trường hợp này là động tác thở.

Cao cho biết thiết bị này - được mệnh danh là "hệ thống Giao diện Người-Máy (HMI) điều khiển bằng hơi thở" - sẽ ra mắt công chúng trong vòng 3 đến 5 năm tới vì thiết kế và chức năng đơn giản của nó.

Anh cho biết nhóm sẽ tiếp tục làm việc trên nguyên mẫu trong những tháng và năm tới để sẵn sàng đưa nó vào sử dụng thực tế.

Có thể thấy, cùng với nhau, thiết bị thông minh và công nghệ nhà thông minh tạo nên một ngành công nghiệp đang phát triển nhanh chóng khi hàng trăm thiết bị và thiết bị tiêu dùng sẵn sàng hỗ trợ Bluetooth hoặc được xếp vào "Internet of Things" (IoT).

Các thiết bị gia dụng thông minh bao gồm hệ thống chiếu sáng và kiểm soát năng lượng, máy điều hòa không khí và hệ thống an ninh. Chúng có thể được điều khiển từ xa hoặc được lập trình để thực hiện một cách tự chủ.

Nhưng đối với những người dùng không thể nói hoặc sử dụng tay chân để lập trình thiết bị, những lợi ích của công nghệ thông minh gần như không thể tiếp cận được.

"Công nghệ thông minh là rất tốt - nhưng chỉ khi bạn thực sự có thể sử dụng nó", Cao nói. "Thiết kế mới của chúng tôi sẽ cho phép bất kỳ ai đang thở đều có thể bật và tắt thiết bị hoặc thay đổi cài đặt của bộ điều nhiệt chẳng hạn”.