Учёные создали датчик, который работает без батареи: достаточно поговорить рядом

Исследователи из ETH Zurich сообщили о создании датчика без батареек. Он реагирует на звуковые волны, например, на отдельно произносимые слова, производя достаточно вибрационной энергии для питания электронного устройства. Новый датчик не только сократит расход батарей, но и сможет питать самые разные устройства, например, медицинские — кохлеарные импланты и другие.

Датчик, разработанный в Швейцарии, получил технологию пассивного распознавания речи и активируется всякий раз, когда произносится определенное слово или генерируется определенный тон или шум. Испускаемые звуковые волны заставляют датчик вибрировать с определенной частотой, которая позволяет генерировать крошечный электрический импульс, достаточный, чтобы включить электронное устройство.

В ходе тестов учёные воздействовали на прототип, произнося слова «три» и «четыре». Так как второе слово имеет большую длину, его произношение вырабатывает больше энергии — ее хватало, чтобы включать устройства и запускать определённые процессы. А вот при произношении слова «три» датчик оставался в нерабочем состоянии.

«Наш датчик состоит исключительно из кремния и не содержит, ни токсичных тяжелых металлов, ни редкоземельных элементов, какие можно встретить в других электронных устройствах», — сказал Марк Серра-Гарсия, соавтор исследования.

Однако, как сообщают учёные, свойство распознавать речь датчик приобретает не благодаря используемым материалам, а за счёт своей структуры. Используя компьютерное моделирование, исследователи разработали структуру, которая представляет собой решетку из одинаковых кремниевых пластин (резонаторов), соединенных крошечными стержнями, действующих как пружины. Последние и определяют, приводит ли конкретный звук в движение датчик или нет.

Перспективы у безбатарейного датчика довольно обширные. Так, например, его можно использовать для мониторинга землетрясений, запрограммировав устройства на особый звук, исходящий от проявляющихся трещин. Также он может быть задействован для выявления утечки газа, если научится выявлять характерный шипящий звук.

Полноценный прототип учёные намерены выпустить к 2027 году, и он будет различать большое количество слов, например, «включено», «выключено», «вверх», «вниз» и другие. А вот до начала его реального применения может пройти ни одно десятилетие.