सेंसर जो पुलों या इमारतों जैसे बुनियादी ढांचे की निगरानी करते हैं, या बधिरों के लिए कृत्रिम अंग जैसे चिकित्सा उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं, उन्हें बिजली की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है।इसके लिए ऊर्जा आमतौर पर बैटरियों से आती है, जिन्हें खाली होते ही बदल दिया जाता है।इससे अपशिष्ट की बहुत बड़ी समस्या उत्पन्न हो जाती है।यूरोपीय संघ के एक अध्ययन का अनुमान है कि 2025 में हर दिन 78 मिलियन बैटरियां कचरे में समा जाएंगी।

मार्क सेरा-गार्सिया और ईटीएच भूभौतिकी प्रोफेसर जोहान रॉबर्टसन के नेतृत्व में शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक नए प्रकार का मैकेनिकल सेंसर, अब एक उपाय प्रदान कर सकता है।इसके रचनाकारों ने पहले ही अपने आविष्कार के लिए पेटेंट के लिए आवेदन कर दिया है और अब जर्नल में सिद्धांत प्रस्तुत किया हैउन्नत कार्यात्मक सामग्री.

कुछ ध्वनि तरंगें सेंसर को कंपन करने का कारण बनती हैं

"सेंसर पूरी तरह से यांत्रिक रूप से काम करता है और इसके लिए किसी बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। यह बस इसका उपयोग करता हैकंपनात्मक ऊर्जामें निहितध्वनि तरंगें, "रॉबर्टसन कहते हैं।

जब भी कोई निश्चित शब्द बोला जाता है या कोई विशेष स्वर या शोर उत्पन्न होता है, तो ध्वनि तरंगें उत्सर्जित होती हैं - और केवल ये ही सेंसर को कंपन का कारण बनती हैं।यह ऊर्जा एक छोटे विद्युत पल्स को उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है जो बंद किए गए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण को चालू कर देती है।

ड्यूबेंडोर्फ में स्विट्जरलैंड इनोवेशन पार्क ज्यूरिख में रॉबर्टसन की प्रयोगशाला में शोधकर्ताओं ने जो प्रोटोटाइप विकसित किया है उसका पहले ही पेटेंट कराया जा चुका है।यह बोले गए शब्दों "तीन" और "चार" के बीच अंतर कर सकता है।चूँकि "चार" शब्द में "तीन" शब्द की तुलना में अधिक ध्वनि ऊर्जा है जो सेंसर के साथ प्रतिध्वनित होती है, यह सेंसर को कंपन करने का कारण बनता है, जबकि "तीन" नहीं।इसका मतलब है कि "चार" शब्द किसी डिवाइस पर स्विच कर सकता है या आगे की प्रक्रियाओं को ट्रिगर कर सकता है।"तीन" से कुछ नहीं होगा.

सेंसर के नए संस्करण बारह अलग-अलग शब्दों के बीच अंतर करने में सक्षम होने चाहिए, जैसे "ऑन," "ऑफ," "अप" और "डाउन" जैसे मानक मशीन कमांड।हथेली के आकार के प्रोटोटाइप की तुलना में, नए संस्करण बहुत छोटे हैं - एक थंबनेल के आकार के बारे में - और शोधकर्ता उन्हें और भी छोटा करने का लक्ष्य रख रहे हैं।

समस्याग्रस्त पदार्थों के बिना मेटामटेरियल

सेंसर को मेटामटेरियल के रूप में जाना जाता है: यह उपयोग की गई सामग्री नहीं है जो सेंसर को उसके विशेष गुण प्रदान करती है, बल्कि इसकी संरचना है।"हमारा सेंसर पूरी तरह से सिलिकॉन से बना है और इसमें कुछ भी नहीं हैजहरीली भारी धातुएँन ही कोईदुर्लभ पृथ्वी, जैसा कि पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक सेंसर करते हैं," सेरा-गार्सिया कहते हैं।

सेंसर में दर्जनों समान या समान रूप से संरचित प्लेटें शामिल होती हैं जो छोटी सलाखों के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ी होती हैं।ये कनेक्टिंग बार स्प्रिंग की तरह काम करते हैं।शोधकर्ताओं ने इन माइक्रोस्ट्रक्चर्ड प्लेटों के विशेष डिजाइन को विकसित करने और उन्हें एक-दूसरे से जोड़ने के तरीके पर काम करने के लिए कंप्यूटर मॉडलिंग और एल्गोरिदम का उपयोग किया।यह स्प्रिंग्स हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि कोई विशेष ध्वनि स्रोत सेंसर को गति में सेट करता है या नहीं।

बुनियादी ढांचे की निगरानी करना

इन बैटरी-मुक्त सेंसरों के संभावित उपयोग के मामलों में भूकंप या भवन की निगरानी शामिल है।उदाहरण के लिए, वे तब पंजीकरण कर सकते हैं जब किसी इमारत में दरार आ जाए जिसमें सही ध्वनि या तरंग ऊर्जा हो।

बंद पड़े तेल कुओं की निगरानी के लिए बैटरी-मुक्त सेंसर में भी रुचि है।गैस बोरहोल में रिसाव से बच सकती है, जिससे एक विशिष्ट हिसिंग ध्वनि उत्पन्न होती है।ऐसा यांत्रिक सेंसर इस फुसफुसाहट का पता लगा सकता है और लगातार बिजली की खपत किए बिना अलार्म चालू कर सकता है - जिससे यह काफी सस्ता हो जाता है और बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।