Новый инфракрасный смарт-датчик DARPA может работать с энергопотреблением «Near-Zero»
Может ли датчик работать с «почти нулевым» потреблением энергии? // www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.147.html?foxtrotcallback=true "target =" _ blank "> опубликованная статья исследования в журнале Nature Nanotechnology описывается новый тип датчика, который преодолел эти ограничения, потребляя почти нулевую мощность, когда на него не воздействовал желаемый диапазон чувствительности. Датчик эффективно спит, одновременно способный воспринимать события одновременно.
«Тюнинг» плазмонных наноструктур для датчиков
Исследовательская группа, ответственная за амбициозный сенсорный град из Северо-Восточного университета, возглавляет Маттео Ринальди, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники. Они разработали новый интеллектуальный датчик для Агентства перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA) для программы N-Zero, хотя у него множество приложений за пределами военного использования.
Технология основана на использовании плазмонных наноструктур. Эти плазмонные наноструктуры представляют собой наноразмерные металлические пластыри, которые используются в качестве плазмонных устройств, поскольку они реагируют на определенный диапазон света, чтобы осциллировать и расширяться. В своих исследованиях команда настроила свои наноструктуры, чтобы принять энергию отдельной длины волны инфракрасного света. Это заставило металлические пластыри на металлических переключателях поглощать тепло, сгибая переключатель, чтобы создать электрическое соединение.
Хотя инфракрасного сигнала не было, устройства не потребляли энергию. Однако, когда был сигнал, устройство питалось от инфракрасного света. Следовательно, DARPA называет датчики «бездействующими» до активации.
Один из металлических пятен, реагирующих на определенный диапазон света. Изображение предоставлено DARPA.mil
«Технология включает в себя несколько чувствительных элементов, каждая из которых настроена на поглощение определенной длины волны ИК-излучения», - сказал Трой Олссон, который управляет сенсорной программой в DARPA. «Вместе они объединяются в сложные логические схемы, способные анализировать ИК-спектры, что открывает путь для этих датчиков не только обнаруживать инфракрасную энергию в окружающей среде, но и указывать, является ли эта энергия источником огня, транспортного средства, человека или какого-либо другого источника инфракрасного излучения «.
Применение датчиков N-ZERO
Впечатляюще, датчик также может быть настроен на то, чтобы почувствовать множество очень специфических событий. Один конкретный тест проводился на выхлопе, поступающем из автомобиля. Пары имеют определенную инфракрасную частоту, которую команда смогла проанализировать и настроить. Затем они приступили к разработке датчика с узорными золотыми пятнами, которые поглотили бы инфракрасное излучение цели, из-за чего металлический выключатель согнулся, заставив контакты вместе и в конечном итоге создав сигнал.
Наши современные интеллектуальные датчики не способны распознавать сигналы, если они не активны, и вот почему это развитие так важно. Хотя первоначально разработанный для DARPA и его использование является национальной безопасностью, датчики могут быть легко настроены для обнаружения других практических вещей, таких как химические вещества, магнитные поля, свет и радиосигналы.
Несмотря на то, что все еще есть некоторые технические проблемы, команда разработала датчик размера ладони, который имел почти нулевое энергопотребление 2, 6 nano Watts. В настоящее время команда работает над уменьшением минимума обнаружения инфракрасного излучения, которое может позволить использовать датчики в еще большем количестве приложений.
«Если у нас есть все эти датчики, встроенные в инфраструктуру города, это повысит осведомленность, сделает повседневную жизнь более безопасной и эффективной», - сказал Ринальди. «Это видение».