Tạo ra vật thể có thể kết nối với Wi-Fi mà không cần điện

Nếu lời giải thích trên vẫn còn quá mông lung và không làm bạn ấn tượng, hãythử nghĩ đến những ví dụ sau: công nghệ này có thể được sử dụng để tạo ra nhữngchai đựng bột giặt thông minh có thể phát hiện lượng bột giặt còn lại trong chaivà gởi thông tin đến smartphone, hay các nút vặn và thanh trượt không dây dùngđể cuộn các trang web. Tất cả chúng đều được in 3D và không hề dùng pin.

Làm cách nào người ta có thể thực hiện được điều phi thường này? Để tạo rathiết bị, nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Washington đã xây dựng một hệthống bao gồm một bộ chuyển mạch nhựa, lò xo, bánh răng và ăng-ten. Khi chúng takích hoạt máy bằng cách ấn nút hay những chuyển động khác, nó có thể hấp thụhoặc phản xạ các tín hiệu Wi-Fi đi qua để hoạt động.

Để hiện thực hoá mong muốn của mình, nhóm các nhà khoa học đã sử dụng một sốthứ như lò xo, bánh răng và công tắc được in 3D; tất cả đều có khả năng “dịch”chuyển động thành tín hiệu truyền đi qua ăng-ten. Chất liệu in ở đây chính lànhựa composite pha với một số vật liệu dẫn như đồng và graphene. Ví dụ trong mộtthử nghiệm, họ đã in một công cụ giúp đo tốc độ gió, sau đó gắn nó vào bánhrăng.

Một trong những nhà nghiên cứu - kỹ sư điện Vikram Iyer, nói: "Mục tiêu củachúng tôi là tạo ra một thiết bị đơn giản đến mức bạn có thể in 3D ngay tại nhàvà nó có thể gửi thông tin hữu ích cho các thiết bị khác. Nhưng thách thức lớnnhất đó là làm thế nào để thiết bị kết nối với Wi-Fi mà chỉ sử dụng vật liệubằng nhựa? Đây là điều trước đó chưa có ai từng làm được”.

Lõi của hệ thống bằng nhựa này là một sợi dây dẫn, được làm từ nhựa và đồngvà cũng có thể được in 3D. Chúng có khả năng kết nối và ngắt kết nối với ăngtenWi-Fi một cách không liên tục, cũng như thay đổi tín hiệu của Wi-Fi khi nótruyền qua thiết bị.

Tạo ra vật thể có thể kết nối với Wi-Fi mà không cần điện - 1

Thiết bị kết nối Wi-Fi không cần điện (Ảnh: Mark Stone)

Ví dụ, một thiết bị đo gió bằng nhựa được in 3D có thể đo tốc độ gió, do khinó quay nhanh hơn khiến các sợi dây kết nối liên tục hơn, dẫn đến các chuyểntiếp cũng được truyền đi thường xuyên hơn. Máy đo lưu lượng nước cũng sẽ hoạtđộng theo cách như trên.

Các nhà khoa học có thể xây dựng các cơ chế tương tự thành thiết bị chuyểnmạch, quay số và thanh trượt – những chuyển động của các thiết bị này sẽ tạo rasự chuyển tiếp và gửi tín hiệu đơn giản qua Wi-Fi. Chúng có thể là điện thoạithông minh hoặc những thiết bị khác.

Sự hiện diện của bánh răng trên dụng cụ có thể kết nối với dây dẫn, và việcáp dụng hệ nhị phân vào đây khiến quá trình kết nối kỹ thuật số có thể được thựchiện nhanh chóng. Những loại kỹ thuật này được gọi là phản xạ ngược hoặc phảnchiếu sóng - trong trường hợp này là tín hiệu Wi-Fi.

Tạo ra vật thể có thể kết nối với Wi-Fi mà không cần điện - 2

Chai đựng bột giặt có thể kết nối Wi-Fi.

Nhóm nghiên cứu cũng có thể điều chỉnh sợi dây dẫn để kết hợp với sắt thay vìđồng. Điều này cho phép chúng mã hóa thông tin vào một thiết bị được in 3D - gầngiống như một mã vạch vô hình được xem là một ký hiệu nhận dạng hoặc lời hướngdẫn.

Ông Justin Chan - một người trong nhóm nghiên cứu, cho biết: "Thiết bị trônggiống như một vật thể được in 3D thông thường, nhưng có một thông tin vô hình ởbên trong và bạn có thể đọc được nó bằng cách sử dụng điện thoại thôngminh”.

Chúng ta có thể làm được điều này bởi vì mỗi chiếc điện thoại thông minh đềucó từ kế đi kèm – thiết bị này giúp chúng xác định những địa điểm trên thế giớidựa vào từ trường của Trái Đất. Và bộ cảm biến tương tự được làm từ sắt và nhựacó thể phát hiện ra các hệ nhị phân giống như smartphone.

Hiện nay, các thiết bị in 3D này vẫn còn thô sơ và chưa sẵn sàng để ra mắtcông chúng, nhưng trong tương lai chúng có thể được áp dụng cho nhiều mục đíchkhác nhau. Trong nhà của chúng ta có rất nhiều thiết bị đang “tranh giành” nhauđể kết nối với Wi-Fi cũng như nguồn điện, và phát minh mới này sẽ cung cấp mộtcách tiếp cận đơn giản để các thiết bị đó có thể dễ dàng kết nối với nhau cũngnhư kết nối với web.

 

“Nghiên cứu là một phần trong kế hoạch dài hạn của chúng tôi trong việc tạora nhiều thiết bị từ nền tảng IoT. Từ đó, thông tin có thể được chuyển đi liềnmột mạch ở bất kì nơi nào và bất cứ lúc nào", các nhà khoa học cho biết. Nhómnghiên cứu đã trình bày công trình của mình tại Hội nghị và Triển lãm SIGGRAPH ởChâu Á vừa qua.

28/12/2017

Số lượt đọc: 352
Đánh giá:
Đánh dấu tin này:
In tin này:

 Kiến thức căn bản

 Liên kết trang web