ایڈیٹر کا نوٹ: سب سے زیادہ wearable اور قابل اطلاق آلات کی بڑی خرابیوں میں سے ایک اب بھی ان کے بیٹریاں ہیں. ان کی محدود صلاحیت ان کی طویل مدتی استعمال کی حد تک محدود کرتی ہے. اٹلانٹک مہینے نے اس مضمون کی وضاحت کی ہے کہ سائنسدان اس مسئلہ کو حل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں. مختلف طریقوں کے نقصانات. پائزو، triboelectricity، bioelectricity، وغیرہ سمیت، لیکن خیال یہ ہے، تاکہ میزبان جسم سے توانائی حاصل کرنے کے لئے سامان.
پیرامیٹرکیک اسپیکر.
"ISingtheBodyElectric" میں شاعر والٹ Whitman (WaltWhitman) 'کارروائی اور طاقت' کی 'خوبصورت، متجسس، سانس لینے میں، ہنس گوشت' کا اظہار کرنے کے لئے. 150 سال بعد، MIT مواد سائنسدان، انجینئر Fabio کے · Dadeweilun (CananDagdeviren) اور Whitman کی شاعری کو اس کے ساتھیوں، نئے معنی دیتا ہے کہ وہ ایک ایسا آلہ ایجاد، آپ دھڑک رہا ہے دل اور بٹی ہوئی نسل پر ردعمل ظاہر کر سکتے ہیں.
الیکٹرانک ٹیکنالوجی اب بہت مضبوط ہے، 1969، چاند پر سب سے پہلے لوگوں کی ہے. وقت گزرنے کے ساتھ، ٹیکنالوجی میں قابل ذکر پیش رفت کی ہے جب میں ناسا کے مقابلے میں ایک سمارٹ فون کمپیوٹنگ طاقت کمپیوٹنگ طاقت، لوگوں کو پہننے کے لئے چاہتے ہیں یہاں تک کہ جسم میں پرتیاروپت آلہ کرنے کے جسم کو زیادہ سے زیادہ طاقتور بن سکتے ہیں.
سب سے زیادہ wearable اور قابل اطمینان آلات کی بڑی خرابیوں میں سے ایک اب بھی ان کی بیٹریاں ہیں. ان کی محدود صلاحیت ان کی طویل مدتی استعمال کو محدود کرتی ہے. جب پیسییمر ختم ہوگیا ہے، آپ کو کرنا چاہتے ہیں کہ آخری چیز بیٹری کی جگہ لے لے. اور ایک مریض پر آپریشن انجام دینے کے لئے. اس مسئلے کا حل انسانی جسم کے اندر ہوسکتا ہے کیونکہ یہ توانائی، کیمسٹری، گرمی اور میکانکس میں امیر ہے. اس نے سائنسدانوں کو میزبان سے سامان حاصل کرنے کے لئے مختلف طریقوں کا مطالعہ کرنے کا حوصلہ افزائی کی. توانائی، ڈڈیلویلن اور ان کے ساتھیوں نے یہ کہ 2017 سالانہ بائیوڈیکل انجینئرنگ کا جائزہ لیا.
جسم سے 4.8 واٹ کے لئے گرمی، اپ؛ 60 واٹ تک لایا ایک انسان کے بازو حرکت کی توانائی آپ کو پیسمیکر کے اکاؤنٹ میں لے اگر مثال کے طور پر، لوگوں کو دونکنی کی طرح کی تحریک توانائی کا 0.83 واٹ پیدا کر سکتے ہیں سانس لینے میں جب بنا. واٹ سماعت ایڈز پانچ دن کے لئے ہزاروان واٹ برقرار رکھنے کے لئے کے قابل ہو جائے کرنے کی ضرورت ہے، ضرورت 1/50000000 سات سال برقرار رکھنے کے لئے قابل ہو جائے گا، اسمارٹ فون جو اہمیت کے بغیر نہیں ہے جب پانچ گھنٹے برقرار رکھنے کے قابل ایک واٹ کی ضرورت ہے.
اب ڈیڈ جیکس اور دوسروں طرح کے wearable یا implantable جانوروں کے ماڈل اور انسانوں میں سامان کی جانچ کے لیے جسم کے اپنے مشینوں کی ایک توانائی کے منبع کے طور پر استعمال کیا جا کرنے کے لئے ڈیزائن کر رہے ہیں. زیادہ سے زیادہ محققین.
ایک توانائی جمع کی حکمت عملی کمپن، دباؤ، اور برقی توانائی میں دیگر میکانی کشیدگی سے توانائی میں تبدیل کرنے سے متعلق ہے. یہ عمل ایک نام نہاد کے piezoelectric اثر، عام طور پر ایک مائکروفون اور ایک سپیکر کے پیدا کرتا ہے.
ایک عام کے piezoelectric مواد لیڈ zirconate titanate، تشویش کے لئے اس کی قیادت مواد وجہ ہے، یہ انسانوں کے لئے بھی زہریلا ہو سکتا ہے. لیکن ساخت کی سڑن سے باہر کی قیادت کرتے ہیں، جو 700 ڈگری سینٹی گریڈ پر ان کو گرم کرنے کے لئے ضروری ہے درجہ حرارت، 'ڈیڈ سرکٹ Gilles کے کہا.' کیا آپ کے جسم کو اس طرح کے ایک درجہ حرارت تک پہنچنے نہیں کرے گا رہے ہیں. '
پائیوٹیکٹو اثر کا فائدہ اٹھانے کے لئے، ڈڈولن اور اس کے ساتھیوں نے ایک فلیٹ ڈیوائس تیار کیا ہے جو اعضاء، عضلات جیسے دل، پھیپھڑوں اور ڈاہرگرموں میں استعمال کیا جا سکتا ہے. یہ آلات 'میکانی طور پر پوشیدہ' ہیں. میکانیکل خصوصیات ایسے مواد سے ملتے جلتے ہیں جو ان پر قام پایا جاتا ہے، لہذا وہ تحریک میں جب ان ٹشوز کو روک نہیں دیتے ہیں.
اب تک، اس طرح کے آلات گائے، بھیڑ اور سواروں ٹیسٹ میں بنایا گیا ہے، تمام جانوروں کا دل کافی انسانی دل کے طور پر ایک ہی ہیں. 'ان آلات میکانکی مسخ کر رہے ہیں، وہ مثبت اور منفی چارج پیدا، وولٹیج اور موجودہ - آپ کی بیٹری کو چارج کرنے کی توانائی جمع کر سکتے ہیں، 'ڈیڈ سرکٹ Gilles کے کی وضاحت کرتا ہے "آپ کی بیٹری ہر چھ یا سات سال باہر چلا رہے ہیں جب تبدیل کیا جیسا کہ پیس میکر بایومیڈیکل آلات چلانے کے لئے ان کا استعمال کر سکتے ہیں اور نہیں. ایک بار. '
سائنسدانوں نے یہ بھی ایک wearable کے piezoelectric توانائی لونےوالوں ترقی کر رہے ہیں، اس طرح کی ایک کلکٹر جیسے گھٹنے یا کہنی کے جوڑ میں استعمال کیا جا سکتا ہے جب ایک شخص پیدل یا بازو جھکنا کر سکتے ہیں، اس طرح میں جوتے، پتلون یا انڈرویئر کے ساتھ منسلک کیا جا سکتا. طاقت الیکٹرانک آلات.
ایک کے piezoelectric کے آلہ ڈیزائن جب، لوگوں کو استعمال کرنے کے لئے نہیں چاہتے ہو سکتا ہے سب سے زیادہ جوابی intuitively پر پیدا مواد پر اچھی مثال کے طور پر، آپ کو ایک صرف 2 فیصد یا اس سے کم موثر مواد چاہتے ہیں کر سکتے ہیں، بجائے منتخب کرنے کے لئے 5 فیصد قابل ہو جائے مواد، برقی توانائی میں میکانی توانائی میں تبدیل یہ زیادہ بدلتا ہے تو، 'یہ زیادہ جسم کا بوجھ بڑھانے کے لئے، دے آپ واقعی یہ تھکاوٹ کو بنانے کے لئے نہیں کرنا چاہتے ہیں کر سکتے ہیں،' جائلز ڈیڈ نے کہا.
اس - توانائی کی کٹائی کی ایک مختلف قسم بجلی میں جسم کی گرمی میں تبدیل کرنے thermoelectric مواد کا استعمال کرنا ہے 'ایک سال میں 40 ملین سے زیادہ مرتبہ اپنے دل،' نے کہا ہے کہ ژاک ڈیڈ ان میں سے سب کے جسم میں گرمی کی شکل میں توانائی ہیں باہر آتا ہے توانائی کے ایک امیر ممکنہ ذریعہ ہے، دوسرے مقاصد کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے.
ترمیم جنریٹر کچھ اہم چیلنجز کا سامنا کرتے ہیں. وہ درجہ حرارت کے اختلافات پر متفق ہیں، لیکن لوگوں کی لاشوں کو عام طور پر مسلسل درجہ حرارت برقرار رکھا جاتا ہے، لہذا درجہ حرارت کا فرق عام طور پر بجلی کی بڑی مقدار پیدا کرنے کے لئے کافی نہیں ہے. تاہم، اگر جسم مسلسل درجہ حرارت پر رکھا جائے تو یہ آلہ نسبتا سرد ہوا سے بھی ہوا ہے، جو کوئی مسئلہ نہیں ہے.
سائنسی ماہر wearable آلات کے لئے thermoelectric آلات کی تلاش کر رہے ہیں، جیسے گھڑیاں گھڑی ہیں. اصل میں، جسم سے گرمی وائرلیس ہیلتھ مانیٹرنگ، کوچلی امپلانٹس اور گہری دماغ کے حوصلہ افزائی کرنے کے لئے کافی طاقت پیدا کرسکتا ہے. پارکنسن کی بیماری جیسے بیماریوں کا علاج.
سائنسدانوں نے بھی اقتدار کے پیچھے ہے electrostatic کی روزانہ اثرات کا فائدہ اٹھانے کی کوشش کر رہے ہیں آلہ. دو مختلف مواد سے بار بار ایک دوسرے کے ساتھ ٹکرانے یا ایک مادی کسی دوسرے مواد کی سطح سے ئلیکٹرانوں چوری کرے گا کی سطح، جمع چارج، کے طور پر جانا جاتا ہے ایک رجحان پر مسح کرتے وقت رگڑ بجلی. رگڑ بجلی کے اہم فوائد، تقریبا تمام مواد، ڈیزائن امکانات آلات کی ایک قسم کے ساتھ محققین فراہم کرنے اسے تخلیق کرنے کے قابل ہیں قدرتی یا مصنوعی، چاہے ایک.
'رگڑ بجلی کی زیادہ میں نے مطالعہ، زیادہ دلچسپ یہ ہے، زیادہ اس کی درخواست، "رپورٹ کے شریک مصنف، ٹیکنالوجی کے جارجیا انسٹیٹیوٹ آف نینو ٹیکنالوجی کے ماہر سے Zhong لن وانگ نے کہا.' 'میں رسائی میں اپنے آپ کو دیکھ سکتے ہیں 20 سال کے نیچے ہم اس کے لئے مصروف عمل کیا گیا ہے. '
ٹرینیلوٹرک آلات کی سطح مختلف ہے اور بجلی کی مقدار جس میں وہ بھی پیدا کرسکتے ہیں مختلف ہوتی ہیں، لہذا سائنسدان مختلف اقسام اور ڈھانچے کے ساتھ استعمال کررہے ہیں. محققین نے مائکروسکوپی شہری بلاکس جیسے بانس جنگلات کے نانووں کے ساتھ بھی اسی طرح کیوبک گرڈ تیار کیے ہیں. گیزا پرامڈ کی طرح فیلڈز اور arrays. وانگ Zhonglin نے کہا کہ یہ مواد نہ صرف 'خوبصورت لگ رہا ہے'، بلکہ بہت مؤثر ہے. وہ پرامڈ کے ساتھ ایک سطح کا احاطہ کرتے ہیں، اور فلیٹ پینلز کے مقابلے میں 5 گنا بجلی کی پیداوار میں اضافہ کر سکتے ہیں.
سایہ اور دل کی بیماری کی طرف سے طاقت کرنے والے پیسائمر، دل کی نگرانی اور دیگر قابل اطمینان آلات کو چوہوں، خرگوشوں اور خنزیروں پر ٹیسٹ کیا گیا ہے. 'ہم یہ بھی دیکھ رہے ہیں کہ سیلاب کی ترقی کو فروغ دینے کے لئے ٹیوٹوریلیکٹی استعمال کیا جا سکتا ہے. وانگ ژونگنل نے کہا کہ زخم کی شفا دینے کے فروغ کو فروغ دینا. اس کے علاوہ، ہم نے تجربات شروع کیے ہیں جن کے اعصاب کے خلیج متحرک کے ساتھ ہم دیکھتے ہیں کہ ہم نرسوں میں مدد کرسکتے ہیں. '
وانگ Zhonglin اور ان کے ساتھیوں نے ٹویو ٹرافی طور پر پر مبنی لباس پہننے والے آلات کو بھی ڈیزائن کیا. مثال کے طور پر، انہوں نے ایک باضابطہ کپڑا تیار کیا جو لچکدار آئن بیٹریاں پر لچکدار بیلٹ چارج کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. یہ ایک ڈھیلا دل دل آلہ ہے. وانگ Zhonglin نے کہا کہ آلہ بلوٹوت ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے وائرلیس طور پر اپنے اسمارٹ فون کو اسمارٹ فون میں منتقل کر دیتا ہے. انسانی روزمرہ تحریک کی میکانی توانائی ہمارے کپڑا کے ذریعہ بجلی میں تبدیل ہوسکتی ہے.
ایک اور حکمت عملی جیو ایندھن سیل کہا جاتا ہے کے آلے پر منحصر ہے، اور ایک ینجائم ایندھن سالمات کی طرف سے آلہ جسم (جیسے خون میں گلوکوز) کیمیائی رد عمل کے درمیان جسم سے رہا ایندھن سالمات کی طرف سے بجلی یا (جیسے پسینہ پیدا کرنے کے لئے سے secreted lactate کی) بجلی پیدا کرنے، مثال کے طور پر، ایک کوکیی Phanerochaetesordida cellobiose ڈہائڈروجنیج سے حاصل کردہ ایک ینجائم چینی اور صرف نینو (ایک میٹر کا billionths کی سڑن پر التزام کیا جا سکتا ہے) موجودہ ٹیوب وسیع پر کاربن پیدا کیا جاتا ہے.
ینجائم کی چوائس مشکل ہو سکتا ہے. مثال کے طور پر، سائنسدانوں کے کئی گروپوں پایا ہے گلوکوز oxidase کے، ایک عام لیبارٹری کے چوہوں میں برقی توانائی پرتیاروپت بائیو فیول سیل، بلکہ ینجائم پیدا ہائیڈروجن پیروکسائڈ پیدا کر سکتے ہیں کہ ورنجن ایجنٹ. اس کی کارکردگی کو نیچا دکھانا سکتا ہے، اور طویل مدت میں، یہ بھی جسم کے لئے نقصان دہ ہے.
ڈھکنے ینجائم جیسے ٹیوب پر خون lactate یا پسینے میں گلوکوز قدرتی ایندھن، علاج اور وہ برقی فعال ہیں سیل بائیو فیول انسانی تجربوں سے برقی توانائی پیدا کرنے کے لئے کاربن nanotubes کی سکیننگ الیکٹرا micrograph، اور یہ ایک دیئے حجم سے زیادہ بجلی پیدا کرنے کی اجازت دے، جمع ینجائم کی ایک وسیع سطح کے علاقے فراہم کرتا ہے.
فرانسیسی سائنسدانوں نے اینجیم لیپت کاربن نانوٹوبس سے بنا بائیوفیل سیل تیار کیا ہے. یہ حجم تقریبا آدھے آدھا چائے کا چمچ ہے. چوہوں میں مبتلا ہونے کے بعد، یہ خون میں گلوکوز سے کافی توانائی پیدا کرسکتا ہے. یا ڈیجیٹل تھرمامیٹر بجلی کی فراہمی. تجربات یہ بھی ظاہر کرتی ہیں کہ لباس میں بنے ہوئے بائیورول سیلز جیسے ہی ہیڈ بینڈ اور کلائی بینڈ کو گھڑی کو اقتدار میں لییکٹک ایسڈ پسینے کے ساتھ کیمیکل ردعمل کے ذریعہ آسانی سے کافی بجلی پیدا ہوسکتی ہے.
ڈڈولن کے مطابق، یہ آلات مارکیٹ میں ابھی تک نہیں ہیں. تاہم، وہ اس سے بھی کم از کم 10 سال تک مارکیٹ پر دستیاب ہیں. مستقبل میں، توانائی کی قلت کا سامان جسم کے لئے زیادہ مناسب ہوسکتا ہے. Dadvelen اور اس کے ساتھیوں وہ ان کے آلہ کے ناقابل یقین ورژن بھی پڑھ رہے ہیں.
اس نے کہا، 'تصور کرو،' 'آپ کے جسم میں ایک آلہ ڈالیں، اس وقت کے دوران کام کرنے کے بعد، یہ آپ کے جسم کی مائع میں آلودگی کی سطح پر ٹوٹ جائے گا. آپ اپنے سینے کو کاٹنے کے لۓ اسے لے سکتے ہیں. بایڈ گرڈائڈ مواد، جیسے ریشم اور زنک آکسائڈ، جو وقت سے کم ہوسکتا ہے.