genechip
Новичок
Наколенники, улавливающие биомеханическую энергию
В недалеком будущем человек, гуляя по парку, будет одновременно заряжать батареи, используемые для питания многочисленных приборов.
Американские и канадские ученые создали новое устройство, которое улавливает энергию, выделяемую при движении человека.
Оно подробно описано в журнале Science. Устройство, которое надевается на колено, способно подзарядить сотовый телефон на 30 минут разговоров всего за одну минуту ходьбы.
Этот наколенник может использоваться в протезах, которые становятся все более "умными".
"Все новинки в области протезирования требуют много энергии - в частности, для системы управления движением суставов", - пояснил один из авторов статьи, сотрудник университета в Питтсбурге доктор Дуглас Вебер.
По принципу гибридных машин
Новое устройство вырабатывает энергию аналогично тому, как это делается в тормозных системах гибридных автомобилей типа Toyota Prius.
"Ходьба, то есть чередование трогания с места и остановок, по сути похожа на движение автомобиля", - говорит один из авторов статьи канадский ученый Макс Доунлан.
"При каждом шаге мышцы поочередно ускоряют и замедляют тело. В гибридных машинах используется это же свойство "трогание-остановка", и их тормозные системы позволяют превращать выделяемое при этом тепло в энергию, приводящую в движение генератор. Мы, по сути, применили этот же принцип и к ходьбе", - поясняет он.
По словам ученого, устройство весом в 1,6 кг при медленной ходьбе вырабывает 5 ватт электроэнергии, а при опреденных условиях оно позволяет получить до 13 ватт.
"13 ватт достаточно для того, чтобы после одной минуты ходьбы зарядить сотовый телефон на 30 мин разговоров", - указывает он.
"Улавливание энергии"
Вырабатывающий энергию наколенник - последняя новинка в области так называемого "улавливания энергии".
Ученые, работающие в этой области, пытаются разработать механизмы и устройства, позволяющие улавливать ранее никак не использовавшуюся энергию и превращать ее в полезную.
Идея использования энергии человека не нова. Она нашла применение, например, в самозаводящихся часах.
Иссследовательский центр американского оборонного ведомства Darpa несколько лет работает над проектом по улавливанию энергии от генераторов, встроенных в каблуки солдатских ботинок.
В 2005 году американские ученые продемонстрировали улавливающий энергию рюкзак.
Однако устройства в каблуках ботинок вырабатывают относительно мало энергии, а довольно увесистые рюкзаки нужно все время носить на себе.
"Чтобы получить сколь-нибудь значительное количество энергии, рюкзак должен весить около 38 кг", - сказал Макс Доунлан.
Тесты показали, что солдат с рюкзаком, идущий быстрый шагом, может вырабатывать примерно 7,4 ватт энергии. Как указывает ученый, это почти столько же, сколько дает новый наколенник.
Пользователи
Ученые считают, что у нового устройства большое будущее. "На мой взгляд, им смогут пользоваться прежде всего люди, которые зависят от переносных источников питания. Например, люди с ампутированными конечностями, которые должны подзаряжать свои электронные протезы", - сказал Доунлан.
Правда, как считает сотрудник университета Мичигана Арт Куо, новое устройство нельзя будет просто прикрепить к протезу и нужно будет разработать новый протез колена, который бы работал на этих принципах.
Новый прибор смогут использовать и люди после инсульта или с травмами позвоночника, которые носят на себе сложный механизм, помогающий им двигаться.
Военнослужащие с помощью динамо-наколенника смогут заряжать, например, приборы ночного видения и системы навигации.
"Для военных батареи так же важны, как еда и питье - без них никак не обойтись", - говорит Макс Доунлан.
Он полагает, что в будущем можно будет создать небольшое устройство, которое будет под кожей крепиться к суставу. Однако пока все усилия будут сосредоточены на том, чтобы сделать динамо-наколенник меньше и легче.
В недалеком будущем человек, гуляя по парку, будет одновременно заряжать батареи, используемые для питания многочисленных приборов.
Американские и канадские ученые создали новое устройство, которое улавливает энергию, выделяемую при движении человека.
Оно подробно описано в журнале Science. Устройство, которое надевается на колено, способно подзарядить сотовый телефон на 30 минут разговоров всего за одну минуту ходьбы.
Этот наколенник может использоваться в протезах, которые становятся все более "умными".
"Все новинки в области протезирования требуют много энергии - в частности, для системы управления движением суставов", - пояснил один из авторов статьи, сотрудник университета в Питтсбурге доктор Дуглас Вебер.
По принципу гибридных машин
Новое устройство вырабатывает энергию аналогично тому, как это делается в тормозных системах гибридных автомобилей типа Toyota Prius.
"Ходьба, то есть чередование трогания с места и остановок, по сути похожа на движение автомобиля", - говорит один из авторов статьи канадский ученый Макс Доунлан.
"При каждом шаге мышцы поочередно ускоряют и замедляют тело. В гибридных машинах используется это же свойство "трогание-остановка", и их тормозные системы позволяют превращать выделяемое при этом тепло в энергию, приводящую в движение генератор. Мы, по сути, применили этот же принцип и к ходьбе", - поясняет он.
По словам ученого, устройство весом в 1,6 кг при медленной ходьбе вырабывает 5 ватт электроэнергии, а при опреденных условиях оно позволяет получить до 13 ватт.
"13 ватт достаточно для того, чтобы после одной минуты ходьбы зарядить сотовый телефон на 30 мин разговоров", - указывает он.
"Улавливание энергии"
Вырабатывающий энергию наколенник - последняя новинка в области так называемого "улавливания энергии".
Ученые, работающие в этой области, пытаются разработать механизмы и устройства, позволяющие улавливать ранее никак не использовавшуюся энергию и превращать ее в полезную.
Идея использования энергии человека не нова. Она нашла применение, например, в самозаводящихся часах.
Иссследовательский центр американского оборонного ведомства Darpa несколько лет работает над проектом по улавливанию энергии от генераторов, встроенных в каблуки солдатских ботинок.
В 2005 году американские ученые продемонстрировали улавливающий энергию рюкзак.
Однако устройства в каблуках ботинок вырабатывают относительно мало энергии, а довольно увесистые рюкзаки нужно все время носить на себе.
"Чтобы получить сколь-нибудь значительное количество энергии, рюкзак должен весить около 38 кг", - сказал Макс Доунлан.
Тесты показали, что солдат с рюкзаком, идущий быстрый шагом, может вырабатывать примерно 7,4 ватт энергии. Как указывает ученый, это почти столько же, сколько дает новый наколенник.
Пользователи
Ученые считают, что у нового устройства большое будущее. "На мой взгляд, им смогут пользоваться прежде всего люди, которые зависят от переносных источников питания. Например, люди с ампутированными конечностями, которые должны подзаряжать свои электронные протезы", - сказал Доунлан.
Правда, как считает сотрудник университета Мичигана Арт Куо, новое устройство нельзя будет просто прикрепить к протезу и нужно будет разработать новый протез колена, который бы работал на этих принципах.
Новый прибор смогут использовать и люди после инсульта или с травмами позвоночника, которые носят на себе сложный механизм, помогающий им двигаться.
Военнослужащие с помощью динамо-наколенника смогут заряжать, например, приборы ночного видения и системы навигации.
"Для военных батареи так же важны, как еда и питье - без них никак не обойтись", - говорит Макс Доунлан.
Он полагает, что в будущем можно будет создать небольшое устройство, которое будет под кожей крепиться к суставу. Однако пока все усилия будут сосредоточены на том, чтобы сделать динамо-наколенник меньше и легче.
