हांगकांग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (एचकेयूएसटी) के शोधकर्ताओं ने मानव श्रवण प्रणाली से प्रेरित एक सेंसर ऐरे डिजाइन तकनीक विकसित की है।टोनोटोपी के माध्यम से ध्वनियों को अलग करने की मानव कान की क्षमता की नकल करके, यह अभिनव सेंसर सरणी दृष्टिकोण रोबोटिक्स, विमानन, स्वास्थ्य देखभाल और औद्योगिक मशीनरी जैसे क्षेत्रों में सेंसर सरणी के अनुप्रयोग को अनुकूलित कर सकता है।

हांगकांग की सिटी यूनिवर्सिटी के सहयोग से टीम के निष्कर्ष इस प्रकार थेप्रकाशितजर्नल मेंविज्ञान उन्नति"श्रवण टोनोटोपी से प्रेरित वन-वायर पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य और क्षति-सहिष्णु सेंसर मैट्रिक्स" शीर्षक वाले लेख में।डॉ. लॉन्ग ज़ीहे और श्री लिन वेइकांग इस कार्य के पहले लेखक हैं।

पारंपरिक सेंसर सरणियों को जटिल वायरिंग, सीमित पुनर्संरचना और कम क्षति प्रतिरोध जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर यांग झेंगबाओ के नेतृत्व में एचकेयूएसटी टीम द्वारा विकसित डिजाइन, प्रत्येक सेंसर इकाई के लिए एक अद्वितीय आवृत्ति निर्दिष्ट करके और आवृत्ति सिग्नल के आयाम को मॉड्यूलेट करने के लिए सेंसर यूनिट सिग्नल का उपयोग करके इन चुनौतियों का समाधान करता है।द्वारा संसाधित विशिष्ट आवृत्तियों के समानबाल कोशिकाएंमानव कोक्लीअ में.

विभिन्न आवृत्तियों के इन आयाम-संग्राहक संकेतों को फिर एक एकल कंडक्टर पर आरोपित किया जाता है, और एक फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म एल्गोरिदम का उपयोग अंततः व्यक्तिगत संकेतों को समझने के लिए किया जाता है।यह डिज़ाइन कार्यक्षमता से समझौता किए बिना, पारंपरिक पंक्ति-स्तंभ सेटअप से बड़ी संख्या में आउटपुट तारों को एक तार में कम करने की अनुमति देता है।

यह अभिनव विधि डिकोडिंग प्रणाली को सभी सेंसर इकाइयों से एक साथ जानकारी संसाधित करने की अनुमति देती है, जो सेंसर के लिए समय-विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग के मौजूदा कार्यान्वयन के बिल्कुल विपरीत है।सरणीडिकोडिंग

अनुसंधान टीम निरंतर संचालन सुनिश्चित करने के लिए सेंसर कनेक्शन नेटवर्क में एक अतिरेक डिजाइन का लाभ उठाती है, भले ही सरणी के कनेक्शन नेटवर्क के कुछ हिस्से क्षतिग्रस्त हो जाएं।यह डिज़ाइन सुविधा आंतरिक कान और न्यूरॉन्स में बाल कोशिकाओं के बीच एकाधिक सिनैप्टिक कनेक्शन से प्रेरित है, जो एक मार्ग विफल होने पर बैकअप प्रदान करती है।

यह निरर्थक डिज़ाइन न केवल सिस्टम की क्षति सहनशीलता को बढ़ाता है बल्कि अधिक पुनर्संरचना को भी सक्षम बनाता है, एक ऐसी सुविधा जो विशेष रूप से तेजी से बदलते वातावरण जैसे कि उत्तरदायी रोबोटिक्स या अनुकूलनीय पहनने योग्य उपकरणों में उपयोगी है।लेगो शैलीमॉड्यूलर डिजाइनइससे रखरखाव की लागत में भी बचत हो सकती है, क्योंकि पारंपरिक मल्टी-वायर सेंसर एरेज़ की तुलना में इसकी मरम्मत करना आसान है।

प्रस्तावित सेंसर ऐरे तकनीक कई संभावित अनुप्रयोग प्रदान करती है।इसका लचीलापन और मजबूती इसे घुमावदार सतहों में एकीकरण और कठोर वातावरण में संचालन के लिए आदर्श रूप से अनुकूल बनाती है।यह वास्तविक समय डेटा प्रदान करते हुए सतह के आकार और मल्टीमॉडल सेंसिंग आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकता है।

व्यावहारिक रूप से, टीम ने दो प्राथमिक अनुप्रयोगों - एक दबाव सेंसर सरणी और एक दबाव-तापमान मल्टीमॉडल सेंसर सरणी में सेंसर सरणी की कार्यक्षमता का प्रदर्शन किया है।उत्तरार्द्ध मेडिकल प्रोस्थेटिक्स में महत्वपूर्ण मापदंडों की निगरानी करने की अपनी क्षमता के लिए विशेष रूप से उल्लेखनीय है, जिससे उपयोगकर्ताओं के लिए आराम और सुरक्षा बढ़ जाती है।

टीम ने हवाई जहाज के पंखों में तनाव वितरण की निगरानी के लिए प्रौद्योगिकी की क्षमता को भी रेखांकित किया है, जो सुरक्षित और अधिक ईंधन-कुशल विमान के विकास में योगदान दे सकता है।

इसके कई फायदों के बावजूद, यह सेंसर ऐरे डिज़ाइन कुछ सीमाओं का सामना करता है।सरणी में सेंसर इकाइयों की संख्या सर्किट के परिचालन बैंडविड्थ द्वारा सीमित है, और लघुकरण की क्षमता ऑफ-द-शेल्फ के आकार से सीमित हैइलेक्ट्रॉनिक उपकरणप्रत्येक सेंसर इकाई के लिए आवश्यक।

आगे देखते हुए, HKUST टीम का लक्ष्य सेंसर सरणी को और सरल बनाना हैडिज़ाइनऔर इस तकनीक को बाज़ार में लाने के लिए व्यावसायिक साझेदारी की तलाश करें।