Швейцарские ученые создали датчик, работающий на энергии звуковых вибраций

Ученые из Швейцарской высшей технической школы (ETH) в Цюрихе разработали сенсор, который не требует батареек и реагирует на звуковые волны. Исследование было опубликовано в научном журнале Advanced Functional Materials.

"Датчик функционирует исключительно механически и не нуждается во внешнем источнике энергии. Он просто использует вибрационную энергию, содержащуюся в звуковых волнах", - пояснил один из соавторов изобретения, Йохан Робертссон.

Устройство построено на основе метаматериала из кремния, чьи свойства связаны с особой структурой. С помощью компьютерного моделирования и алгоритмов исследователи создали решетку одинаковых пластин-резонаторов, соединенных крошечными стержнями. Эти элементы действуют как пружины, сжимаясь под воздействием звуковых волн определенной силы. Вибрации датчика порождают маленькие электрические импульсы, активируя электронные компоненты.

Исследователи видят множество потенциальных применений для своего датчика без батарей с использованием звуковой энергии. Он может использоваться для мониторинга землетрясений и состояния зданий, регистрируя, например, особые звуки, исходящие от трещин в фундаменте здания. Также он может обнаруживать звуки, вызванные выбросом газа, и инициировать тревогу. Кроме того, устройство может применяться в медицине, обеспечивая энергией слуховые импланты и используясь для непрерывного измерения глазного давления.

Ученые планируют выпустить твердотельный прототип датчика к 2027 году. Новые версии должны будут способны распознавать до 12 различных слов, включая стандартные команды, такие как "включено", "выключено", "вверх" и "вниз". По сравнению с прототипом размером с ладонь, инженеры планируют, что новые версии будут иметь размер ногтя или даже меньше.