تولید زین هوشمندی که هشدار سقوط می‌دهد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، با آرایه نانو ژنراتور تریبوالکتریک در ساخت زین اسب می‌توان به سوارکار کمک کرد تا ارتباط مستمری با اسب داشته و از سوی دیگر در صورت بروز حادثه و سقوط سوار کار به سرعت دیگران را از این موضوع آگاه کند.

سوارکاران ماهر، مانورهای پیشرفته سواری مانند پرش و چرخش را بدون دردسر انجام می‌دهند. سوارکاری خوب نیاز به تعادل داشته و باید نشانه‌های ظریفی را به اسب به صورت مستمر منتقل کند، که بسیاری از آن‌ها از طریق صندلی و پاهای سوارکار به اسب داده می‌شود.

به تازگی محققانی مقاله‌ای در ACS Nano منتشر کردند که در آن جزئیات مربوط به نمونه اولیه «زین هوشمند» ارائه شده است زینی که می‌تواند به سوارکاران کمک کند تا بیومکانیک خود را بهبود بخشند. علاوه بر این، زین خودکار می‌تواند به دیگران هشدار دهد که یک سوارکار در حال سقوط است.

جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کلان داده‌ها به اجزای مهم بسیاری از ورزش‌های رقابتی تبدیل شده‌اند، زیرا اطلاعاتی را در زمان واقعی در مورد عملکرد و تناسب اندام ورزشکاران ارائه می‌دهند. با این حال، بیشتر سیستم‌ها با باتری تغذیه می‌شوند و اغلب این باتری‌ها آن‌ها را حجیم و غیر قابل انعطاف می‌کند.

نانو ژنراتورهای تریبو‌الکتریک کوچک و سبک (TENG)، که انرژی مکانیکی را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند، برای کاربردهای مختلفی از جمله برداشت انرژی از امواج اقیانوس تا شارژ تلفن‌های همراه از طریق راه رفتن طراحی شده‌اند. TENGها علاوه بر تامین انرژی خود، می‌توانند محرک‌های مکانیکی مانند فشار، لمس یا حرکت را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند. دینگ نان، بائودونگ چن، ژونگ لین وانگ و همکارانش می‌خواستند TENG را با یک زین هوشمند برای ورزش‌های اسب‌سواری چالش‌برانگیز و بالقوه خطرناک منتقل کنند.

محققان یک TENG نازک، منعطف و دیسکی شکل ساختند که در هنگام قرار گرفتن در معرض فشار صاف می‌شود و پس از برداشتن فشار دوباره به حالت اول برگشته است. تحت فشار، لایه‌های داخلی TENG فشرده می‌شوند و الکترون‌ها را از یک الکترود به الکترود دیگر منتقل می‌کنند و جریانی تولید می‌کنند که با آزاد شدن فشار متوقف می‌شود.

این تیم مجموعه‌ای از هفت TENG را روی سطح بالایی یک زین قرار داد تا بتوانند تفاوت فشار را در مناطق مختلف صندلی تشخیص دهند. سیگنال‌های الکتریکی از آرایه نشان می‌دهد که آیا یک سوارکار به جلو خم شده، در وضعیت عمودی نشسته یا به عقب متمایل شده است. زین هوشمند همچنین زمان ایستادن و نشستن فرد را تشخیص می‌دهد. هنگامی‌که یک سوارکار سقوط می‌کند، سیستم می‌تواند یک سیگنال بی‌سیم را برای هشدار به دیگران ارسال کند، یک ویژگی ایمنی که می‌تواند به سرعت یک سوارکار مجروح را پیدا کرده و او را برای درمان آماده کند، که به ویژه هنگام سوارکاری به تنهایی مهم است. به گفته محققان، زین هوشمند خودکار، که زمان پاسخگویی آن ۱۶ میلی ثانیه است، روزی می‌تواند داده‌های آماری و تشخیص سقوط را در زمان واقعی به سوارکاران و مربیان آن‌ها ارائه دهد.