news

ساخت پره هاي توربين هوشمند به منظور بهبود انرژي بادي

Sat, 23 May 2009 09:57:59 +0330

پژوهش گران شيوه اي را توسعه داده اند كه با استفاده از حسگرها و نرم افزار محاسباتي نيروهاي وارد شده به پره هاي توربين بادي را به طور مداوم بررسي مي كند. اين امر گامي است به سمت بهبود بازدهي توربين های بادي با استفاده از تنظيم وضعيت بسيار متغير باد. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز)، اين پژوهش كه توسط مهندسين دانشگاه پردو و آزمايشگاه هاي ملي سانديا انجام شده است بخشي از تلاش براي توسعه ي سازه هاي توربين بادي هوشمندتر است. جاناتان وايت دانشجوي دكتراي دانشگاه پردو است كه همراه با داگلاس آدامز، استاد مهندسي مكانيك و مدير مركز يكپارچه سازي سامانه هاي پردو، سرپرستي اين پژوهش را به عهده داشت. جاناتان وايت گفت: "هدف نهايي ارسال اطلاعات از حسگرها به يك سيستم كنترل فعال است كه قسمت هايي را براي بهينه كردن بازدهي وارد سيستم مي كند." اين سيستم مي تواند به بهبود قابليت اطمينان توربين نيز كمك كند. اين كار با استفاده از توليد اطلاعات بلادرنگ حیاتی براي سيستم كنترل به منظور جلوگيري از صدمات شديد به توربين در اثر بادهاي شديد انجام مي شود. آدامز گفت: "انرژي بادي نقش رو به رشدي را در توليد انرژي الكتريكي ايفا مي كند. آمريكا هم اكنون بزرگترين استفاده كننده ي انرژي بادي در جهان است. سوال اين است كه چگونه مي توان بازدهي توربين هاي بادي را افزايش داد، قيمت تمام شده ي آن ها را كاهش داد و قابليت اطمينان آن ها را بالا برد؟" اين مهندسين حسگرهايي با نام شتاب سنج هاي تك محوره و سه محوره را درون پره ي يك توربين بادي هنگام ساخت اين پره جاسازي كردند. اين پره روي يك توربين بادي تحقيقاتي در آزمايشگاه خدمات پژوهشي كشاورزي دپارتمان كشاورزي آمريكا، USDA، در بوشلند تگزاس آزمايش شد. افرادي از سانديا و USDA به اين توربين بادي تحقيقاتي در تگزاس نظارت دارند. چنين حسگرهايي مي توانند در پره هاي توربين های آينده سودمند باشند كه اين پره ها داراي "سطوح كنترل" و باله هاي ساده اي هستند، شبيه آنچه كه در بال هاي هواپيما وجود دارد و با تغيير دادن مشخصه هاي ايروديناميكي پره ها امكان كنترل بهتر را فراهم مي كند. با توجه به اين كه اين باله ها در واكنش به تغييرات باد بايد بدون درنگ تغيير كنند،‌ ارسال داده هاي مداوم به حسگر بسيار ضروري خواهد بود. خوزه زاياس، مدير بخش فن آوري هاي انرژي بادي سانديا، گفت: "اين يك نمونه ي عالي از همكاري بين يك آزمايشگاه ملي و يك موسسه ي آكادميك در جهت توسعه ي نوآوري ها با استفاده از مهارت هاي طرفين محسوب مي شود." يافته هاي اين پژوهش نشان دهنده ي اين است كه استفاده از حسگرهاي سه تايي و نرم افزار "مدل ارزياب" كه توسط وايت نوشته شده است، با دقت زيادي مقدار نيروي وارد شده به پره ها را مشخص مي كند. اين يافته ها در مقاله اي كه 4 مي در كنفرانس و نمايشگاه انرژي بادي 2009 شيكاگو ارائه شد، شرح داده شده است. اين مقاله توسط وايت، آدامز، زاياس و مارك رامسي (مهندسي از سانديا) نوشته شده است. وايت گفت: "در صنعت نسبت به تشخيص بارها و نيروهاي وارد شده به پره هاي توربين و پيش بيني فرسودگي علاقه نشان داده مي شود و اين كار گامي است در جهت نايل شدن به اين خواسته." اجزاي اصلي يك توربين بادي شامل پره هاي روتور، جعبه دنده و ژنراتور مي شود. پره هاي توربين بادي از فايبرگلاس و چوب "بالسا" ساخته مي شوند و گاهي اوقات با فيبر كربني تقويت مي گردند. آدامز گفت: "هدف اصلي، به كارگيري ژنراتور و توربين به كارآمدترين شكل ممكن است اما اين كار دشوار است چون سرعت باد همواره در حال نوسان است. ما بايد بتوانيم ژنراتور يا پره ها را كنترل كنيم تا با كاهش دادن نيروهاي وارده به قطعات توربين حين بادهاي بسيار شديد و افزايش بار در بادهاي ضعيف، دريافت انرژي را بهتر كنيم. علاوه بر بهبود بازدهي، بايد قابليت اطمينان نيز بهتر شود. برج هاي توربين بادي 200 فوت (حدود 61 متر) يا بيشتر ارتفاع دارند، بنابراين تعمير و نگه داري قطعات آسيب ديده بسيار هزينه بر خواهد بود." در يك سيستم هوشمند داده هاي حسگر بايد مورد استفاده قرار گيرد تا سرعت توربين با استفاده از افزايش خودكار انحناي پره بهتر كنترل شود، اين در حالي است كه به ژنراتور نيز فرمان داده مي شود كه حركت خود را اصلاح كند. داده هاي حسگر براي طراحي پره هاي انعطاف پذير نيز به كار گرفته خواهد شد. رامسي از سانديا گفت: "تصور ما بر اين است كه سيستم هاي هوشمند گام بسيار بزرگ و رو به جلويي براي توربين ها خواهند بود. هنوز كارهاي زيادي هست كه بايد انجام شوند اما ما معتقديم كه نتيجه بسيار عالي خواهد بود. هدف ما ارائه ي محصولي پربازده و قابل اطمينان به صنعت برق است. ما در حال طراحی اساس توربين هاي بادي آينده هستيم." حسگرها قادرند شتاب را در جهت هاي مختلف اندازه گيري كنند كه اين كار براي تعيين دقيق خمش و پيچش پره و لرزش هاي كوچك در نوك پره كه در نهايت موجب آسيب ديدگي مي شود، ضروري است. همچنين اين حسگرها دو نوع شتاب را اندازه مي گيرند. نوع اول شتاب ديناميكي است كه از بادهاي شديد و ناگهاني حاصل مي شود در حالي كه نوع دوم يعني شتاب استاتيكي در اثر جاذبه ي زمين و بادهاي يكنواخت ايجاد مي شود. لازم است كه هر دو شتاب به منظور برآورد نيروهاي وارده به پره ها به دقت اندازه گيري شوند. داده هاي حسگر به خوبي نشان مي دهد كه پره در اثر باد به چه ميزان دچار خمش و پيچش شده است. اين پژوهش در حال پيشرفت است و مهندسين هم اكنون در حال پيگيري كاربرد سيستم خود در پره هاي توربين آينده و پيشرفته اي هستند كه بسيار خميده تر از پره هاي كنوني هستند. اين شكل پيچيده تر به كارگيري اين شيوه را جالب توجه تر مي كند. در سال 2008 آمريكا 8358 مگاوات به ظرفيت انرژي بادي خود اضافه كرد كه اين به معني ساخت هزاران توربين جديد است چون هر توربين بادي به طور ميانگين 1.5 مگاوات توليد مي كند. اين ظرفيت جديد، كل انرژي بادي نصب شده ي آمريكا را به 25170 مگاوات افزايش داد كه از ظرفيت آلمان به عنوان بزرگترين استفاده كننده ي انرژي بادي پيشي گرفت. آدامز گفت: "هدف ما انجام دو كار است - افزايش قابليت اطمينان و جلوگيري از بروز نقص - و كوتاه ترين راه براي رسيدن به اين توانايي ها، بررسي مداوم نيروهاي وارد شده به پره ها توسط باد است." اين پژوهش به واسطه ي آزمايشگاه هاي ملي سانديا مورد حمايت دپارتمان انرژي آمريكا قرار گرفت.

كاهش گرماي لوازم الكترونيكي با استفاده از تركيبي جديد

Wed, 20 May 2009 15:07:25 +0330

همه روزه اجزاي بيشتر و بيشتري در محصولات الكترونيكي قرار داده مي شوند كه همه ي آن ها گرما توليد مي كنند. گرماي زياد مي تواند به لپ تاپ ها و ساير قطعات آسيب برساند، بنابراين سازندگان، اين قطعات را به صفحه هاي فلزي مجهز مي كنند تا گرما را به بيرون منتقل كنند (گرماگیر). تركيبي جديد مي تواند اين كار را بهتر انجام دهد. به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز)، در حالي كه رايانه هاي قابل حمل چندين سال پيش نسبتا سنگين بودند، امروزه به راحتي در يك كيف كوچك جاي مي گيرند. اين امر به دليل اين است كه اجزاي زير لايه ها و ميكروتراشه ها با هر مدل متوالي از نظر اندازه كوچك تر مي شوند. همچنين اين اجزا با فاصله ي كمتري نسبت به هم قرار مي گيرند و امكان جاسازي مدارهاي بيشتري را در يك تراشه فراهم مي كنند. تمام اين اجزا گرماي تابشي توليد مي كنند. هر چه اجزاي بيشتري در يك فضاي محدود قرار داده شود، خارج كردن گرما نيز دشوارتر خواهد بود. گرماي بسيار زياد موجب آسيب رسيدن به قطعات الكترونيكي مي شود. اين اجزا و عناصر رابط مي توانند تنها دماهاي 90 تا 130 درجه را تحمل كنند. بنابراين سازندگان يك صفحه ي كوچك مسي يا آلومينيومي زير آن ها نصب مي كنند تا گرما را به خارج هدايت كنند. اين صفحه به اجزاي سراميكي يا سيليكون (جزء اصلي تراشه) متصل مي شود. اگر گرماي اين سيستم افزايش يابد، صفحه ي فلزي حدود سه يا چهار برابر سيليكون يا سراميك منبسط مي شود. اين امر موجب ايجاد كشش مي شود كه مي تواند منجر به ايجاد ترك در نقاط اتصال شود، بنابراين محدوديت هايي در فاصله ي قرارگيري اجزا وجود دارد. كاربران صنعتي خواستار ماده اي با ويژگي هاي خاص هستند كه بتواند گرما را حتي در قطعاتي با اجزاي فشرده به خوبي به بيرون منتقل كند و بدين طريق عمر لوازم الكترونيكي كوچك شده را افزايش دهد. اين ماده بايد بتواند گرما را حتي بهتر از مواد مسي يا آلومينيومي هدايت كند، اما نبايد در دماهاي بالا بيشتر از سيليكون يا سراميك منبسط شود. چنين ماده اي هم اكنون توسط پژوهش گران بخش مهندسي ساخت و پژوهش مواد كاربردي در موسسه ي فرانهوفر ،IFAM، همراه با همكاران صنعتي شامل زيمنس و پلانسي به عنوان بخشي از پروژه ي ExtreMat اتحاديه ي اروپا توسعه داده مي شود. اين پژوهش گران به طور نسبي هدايت گرمايي مس را بهتر كرده اند. دكتر توماس شوبرت، مدير پروژه ي IFAM، گفت: "ما اين كار با افزودن پودر الماس به مس انجام داديم. الماس گرما را پنج برابر بهتر از مس هدايت مي كند. ماده ي بدست آمده در اثر گرما بيشتر از سراميك منبسط نمي شود اما هدايت گرمايي آن 1.5 برابر بزرگتر از مس است. اين تركيب ويژگي ها منحصر بفرد است." به هر حال تركيب كردن مس و الماس كار ساده اي نيست. اين پژوهش گران مجبور بودند عنصر سومي پيدا كنند كه موجب اتصال دو ماده به هم شود. شوبرت شرح داد: "عنصري كه مي تواند اين كار را انجام دهد كروم است. حتي مقدار كمي از آن يك لايه ي كاربيدي روي الماس ايجاد مي كند و اين لايه به سادگي به مس متصل مي شود." نمونه هاي اوليه ي اين ماده هم اكنون توليد شده است.

ذخيره ي صاعقه در شيشه براي استفاده به عنوان تغذيه ي قابل حمل

Mon, 18 May 2009 16:11:34 +0330

پژوهش گران علم مواد در دانشگاه پن استيت از بالاترين قدرت شكست شناخته شده براي شيشه ي حجيم كه تاكنون اندازه گرفته شده است، خبر دادند. قدرت شكست همراه با ثابت دي الكتريك معين مي كنند چه مقدار انرژي مي تواند در يك ماده ي عايقي قبل از وقوع شكست و هدايت الكتريسيته، ذخيره شود. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز)، يك شيشه ي حجيم با قدرت شكست بالا و ثابت دي الكتريك بزرگ مي تواند گزينه اي ايده آل براي نسل بعدي خازن هاي داراي توانايي ذخيره ي چگالي انرژي بالا باشد تا خودروهاي الكتريكي كارآمدتر را همانند ساير لوازم قابل حمل تغذيه كند. بالاترين قدرت شكست عايقي براي شيشه هاي حجيم معمولا در محدوده ي 4 تا 9 مگاولت بر سانتي متر است. قدرت شكست براي نمونه هاي آزمايش شده در محدوده ي 12 مگاولت بر سانتي متر بود كه همراه با گذردهي نسبي بالا، در مقايسه با چگالي انرژي 10 ژول بر سانتي متر مكعب براي پلي پروپلن (متداول ترين عايق در لوازم با تغذيه ي ضربه اي) منجر به چگالي انرژي 35 ژول بر سانتي متر مكعب شد. نيك اسميت، دانشجوي دكتراي علوم مواد و مهندسي در پن استيت، گفت: "براي يك شيشه ي حجيم، اين امر غيرعادي است." اسميت از نمونه هاي شيشه ي تجاري به ضخامت 50 ميكرون استفاده كرد كه اسميت آن ها را براي آزمايش در اسيد هيدروفلوريك قرار داد تا زماني كه نمونه ها به ضخامت 10 تا 20 ميكرون رسيدند. شيشه ي به دست آمده بسيار نازك بود و مانند يك تكه فيلم پلاستيكي قابل انعطاف بود. با اين ميزان حساسيت اين شيشه مي تواند در اثر بد به كار بردن، خرد شود. هر چه اين شيشه نازك تر باشد قبل از اين كه دچار شكست شود ميدان الكتريكي بيشتري مي توان به آن اعمال كرد. شيشه ي خورده شده توسط اسيد، براي آزمايش در يك سيال پليمر قرار داده شد و ولتاژهايي تا 30000 ولت به آن اعمال شد. زماني كه به نقطه ي شكست رسيد، الكتريسيته بطور ناگهاني همراه با درخشش و صداي بلند در شيشه جريان يافت كه مانند صاعقه اي بود كه در هوا هدايت مي شود. سيال پليمر براي جلوگيري از صاعقه به كار رفت. در هر مورد، شكست در حدود 40 تا 80 ثانيه رخ داد. شيشه ي حجيم در يك شيشه ي بوروآلومينوسيليكيت باريم عاري از قليايي آزمايش شد كه به صورت انبوه براي صفحه نمايش هاي تخت و بسته بندي ميكروالكترونيكي توليد مي شود. توانايي ذخيره ي انرژي بالاي آن به اتم هاي باريم با توانايي قطبي شدن بالا بستگي دارد كه منجر به بهبود ثابت دي الكتريك و توليد تركيبي عاري از قليا مي شود كه مانع تلف شدن انرژي مي گردد. شاخص ديگر نيز كيفيت تقريبا بدون كاستي شيشه است. اين فرآيند ويژه كه براي توليد اين شيشه به كار رفت منجر به توليد ماده اي بي نقص تر شد كه به ويژه بر روي سطح، مقاومت در برابر شكست را بهبود مي بخشد. ورق هاي با ضخامت 30 ميكرون از شيشه كه انتظار مي رود در آينده ي نزديك به بازار عرضه شود، احتمالا قدرت شكست بالاتري نسبت به شيشه ي خورده شده توسط اسيد خواهند داشت. اسميت گفت: "اين امر بازار جديدي را به روي شيشه خواهد گشود. ما همواره به دنبال سودمندي هاي جديدي در شيشه هستيم. به طور ايده آل، توليد تبديل به يك هدف خواهد شد جايي كه مي توان ورق را در هر اندازه براي خازن در هر اندازه اي ساخت." مايكل لاناگان، از نويسندگان اين گزارش، اشاره مي كند كه چالش هاي مهندسي با افزايش مقياس از خازن هاي كوچك آزمايشي تا مدل هاي آماده ي توليد تجاري باقي مي مانند. لاناگان گفت: "با افزايش حجم مقداري از چگالي انرژي از بين مي رود." علاوه بر اسميت، ساير نويسندگان شامل بدري رانگاراجان، دانشجوي فارغ التحصيل علوم مهندسي و مكانيك، مايكل لاناگان، استاديار علوم مهندسي و مكانيك و كارلو جي پانتانو، استاد برجسته ي علوم مواد و مهندسي، مي شود. اين پژوهش از طرف اداره ي پژوهشي نيروي دريايي، موسسه ي پژوهش مواد دانشگاه پنسيلوانيا، انجمن علوم ملي، مركز فن آوري هاي اپتيكي و علوم مواد Bayer حمايت شد.

كابل هاي قدرت "سبز" در دست ساخت

Sat, 16 May 2009 12:18:38 +0330

مهندسين دانشگاه ساوتمپتون بخشي از گروه توسعه ي دهنده ي كابل هاي قدرت "سبز" هستند كه اين كابل ها مي توانند پس از پايان عمر خود، بازيافت شوند. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، اين پروژه كه مورد پشتيباني EPSRC (انجمن پژوهشي علوم فيزيكي و مهندسي) و TSB (كميته ي راه برد فن آوري) قرار گرفت، توسط گروهي متشكل از دانشكده ي علوم كامپيوتر و الكترونيك دانشگاه ساوتمپتون، GnoSys UK از دانشگاه سوري، شبكه ي ملي و شركت شيميايي Dow به عهده گرفته شد. اين امر حركتي است در جهت جاي گزيني شبكه ي قدرت در انگلستان و سراسر اروپا كه برق منازل و صنايع را تامين مي كنند. همچنين پاسخي است به پرسش هايي از قبيل اين كه آيا چنين كابل هايي مي توانند سازگار با محيط زیست تلقي شوند و اثرات كربني كمي داشته باشند. پروفسور آلون وافن از دانشكده ي علوم كامپيوتر و الكترونيك گفت: "علاوه بر اين، با تاكيد بر حصول اطمينان از ايمني تامين برق و بهبود ميزان تواني كه مي تواند در سراسر كشور با استفاده از كابلي كه بايد به مدت 40 سال يا بيشتر به طور قابل اعتماد عمل كند، انتقال يابد، چالش بر سر برآورد نيازهاست و داشتن كابل سازگار با محيط زيست كه مي تواند پس از پايان عمر خود بازيافت شود." موضوعاتي مثل اين در اين پروژه مد نظر قرار گرفته اند كه اين پروژه در حال توسعه ي مواد جديد كابل قدرت و ابزارهايي است براي ارزيابي شاخص هاي پيچيده و اغلب رقابتي كه نيازمند ورود به برآورد بازيافت مادام العمر هستند. هدف كلي، تعيين كارايي طراحي جديد كابل با عايق پلاستيكي و تاثير آن روي محيط در طول مدت عمر آن، اعم از مواد خام در طول ساخت، سال هاي كاركرد و در نهايت بازيافت پس از پايان عمر آنها است. نتايج اين پروژه به صنایع همگانی اين امكان را مي دهد كه بهترين راه كار را در قبال محيط و سيستم قدرت برگزينند.

دستگاهی که صرفه جویی 12 درصدی در مصرف انرژی خانگی را به دنبال دارد

Tue, 12 May 2009 09:17:42 +0330

گروهی از پژوهش گران از مرکز یو پی سی (UPC) مربوط به ابداعات فن آورانه مبدل های استاتیکی و راه اندازها (CITCEA-UPC) دستگاه "100% خاموش" را طراحی کرده اند که هنگامی که وسایل الکترونیکی در حالت آماده به کار (stand-by) هستند، آن ها را از برق قطع می کند و مصرف برق آن ها را به صفر کاهش می دهد. این دستگاه هم اکنون با تمامی وسایل برقی موجود سازگار بوده و می تواند با سایر تجهیزاتی که در آینده تولید می شوند نیز سازگاری داشته باشد. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونیوز) و به نقل از ساینس دیلی، در طول یک دوره ی یک ساله، هزینه ی نسبی کار یک وسیله ی برقی در حالت stand-by بیشتر از حالت روشن بودن آن است چون مدت زمان بیشتری در این حالت می ماند. بر اساس مطالعه ای که در سال 2005 در اروپا انجام شد، وسایل خانگی در حالت stand-by خود تنها در اتحادیه ی اروپا 50 ترا وات ساعت در سال انرژی مصرف کرده اند. این مقدار معادل مصرف سالیانه ی کشوری مانند یونان یا پرتقال است که هزینه ای برابر با 7000 میلیون یورو در سال و انتشار 20میلیون تن گاز CO2 در بر دارد. 100% خاموش با لغو اتوماتیک حالت stand-by و خاموش کردن وسایل، صرفه جویی 12 درصدی در مصرف انرژی خانگی را موجب خواهد شد. در اسپانیا، جایی که هزینه ی متوسط سالانه ی انرژی الکتریسیته 367 یورو است (بر اساس آخرین گزارش کمیته ی بین المللی انرژی) حذف حالت stand-by سالانه موجب صرفه جویی 44 یورویی خواهد شد. این دستگاه که به دست یک شرکت مادریدی به نام Good For You, Good for the Planet ، ثبت و به بازار عرضه شده است همچنین وسایل برقی را در مقابل جهش های ناگهانی ولتاژ محافظت می کند وعمر مفید آن ها را افزایش می دهد. این دستگاه دنباله ی پروژه ای است که به توسعه ی بازدهی وسایل خانگی با کنترل توان مصرفی دستگاه های منفرد انجامید. این کار موجب پیشرفت در میکروپروسسورهایی شد که جریان مصرفی وسیله ی برقی را اندازه گیری می کنند تا زمانی را که وسیله به حالت stand-by می رود مشخص کنند و آن ها را خاموش کنند. 100% خاموش شامل یک میکروپروسسور 8 بیتی است که یک برنامه ریاضی را برای تعیین حالت های توانی، با اندازه گیری جریان مصرفی وسیله در طول کارکرد نرمال آن و در حالت stand-by اجرا می کند. میخاییل تِیگسیدو، از پژوهشگران UPC و سرپرست پروژه این طور توضیح می دهد که مزایای این نوآوری همچنین می تواند در خارج از خانه نیز محسوس باشد، چرا که این دستگاه به طور بالقوه مصرف الکتریسیته مناطق مسکونی را 10 تا 20 درصد کاهش داده و انتشار CO2 را 1 در صد کم می کند. اسباب 100% خاموش یک نوار انرژی الکتریکی است که امکان اتصال چند وسیله را دارد و برخی از آن ها توانایی خاموش کردن، در هنگامی که سایر وسایل در حالت stand-by رها شده اند را دارند. این دستگاه دارای یک دکمه ی سبز است که امکان روشن کردن دوباره ی وسیله را در هنگام نیاز می دهد. این سیستم می تواند با وسایل خانگی جدید ترکیب و مجتمع شود، و در آینده فن آوری 100% خاموش با محدوده ی وسیعی از وسایل از قبیل چاپگرهای لیزری که نیاز به کلید زنی در حالت stand-by و حالت خاموش دارند، سازگاری خواهد داشت.

پردازنده ي - 167 جديد با سرعت و بازدهي بسيار بالا

Sun, 10 May 2009 21:42:19 +0330

تراشه ي پردازنده ي جديد كه از نظر انرژي بسيار كارآمد است و امكان سرعت هاي بالا را براي وظايف محاسباتي گوناگون فراهم مي كند، توسط گروهي در UC Davis طراحي شده است. اين تراشه با عنوان AsAP به شدت كوچك، كاملا قابل برنامه ريزي و بسيار شكل پذير است، بنابراين مي تواند به شكل گسترده با تعداد بالایي از كاربردها سازگار باشد. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز)، اين تراشه براي پردازش سيگنال ديجيتال طراحي شده است. در حالي كه نوع اصلي تراشه ي پردازنده در كامپيوترهاي روميزي استفاده نمي شود، تراشه هاي پردازش سيگنال ديجيتال در تعداد بي شماري از قطعات ويژه و روزمره از قبيل تلفن هاي همراه، پخش كننده ي موسيقي MP3، تجهيزات ويدئويي، ترمزهاي ضد قفل و دستگاه هاي عكس برداري پزشكي فراصوت و MRI به كار برده مي شوند. بيشترين سرعت كلاك براي AsAP، پردازنده ي-167، برابر 1.2 گيگاهرتز است ولي در سرعت هاي پايين، بازده انرژي آن افزايش مي يابد. اگر دوازده تراشه با هم كار كنند مي توانند بيش از نيم تريليون عمل را در ثانيه (0.52 ترا عمل در ثانيه) انجام دهند در حالي كه كمتر از يك لامپ 7 واتي توان مصرف مي كنند. بوان باس، استاديار مهندسي برق و كامپيوتر و سرپرست تيم طراحي، گفت: "باتري كه اين تراشه را تغذيه مي كند از چند برابر تا 75 برابر بيشتر از زماني كار مي كند كه اين باتري تحت همان حجم كاري، تعدادي از تراشه هاي پردازش سيگنال ديجيتال متداول را تغذيه مي كند. در مدت زمان مساوي، ما سرعت هايي تا 10 برابر بيشتر از حالت كنوني را در كاربردهاي مورد نظر بدست آوردیم، آن هم با تراشه اي كوچكتر. اين تراشه ي پردازنده بالاترين سرعت كلاك را در ميان تراشه هاي طراحي شده در تمام دانشگاه ها دارد." باس شرح داد كه اين تراشه با فن آوري ساخت و ابزار طراحي استاندارد ساخته شده است و برخي ويژگي هاي مداري و معماري مدرن را داراست. در طول فرآيند طراحي، گروه وي بازدهي انرژي و سرعت بالا را مد نظر قرار داد. وي افزود: "اين دو هدف از اهداف اصلي ما بودند كه در طي مراحل طراحي هرگز از آن ها منصرف نشديم و تمام گزينه های مد نظر افزوده شدند." گروه باس تعدادي كاربرد نرم افزاري براي تراشه نوشته اند كه توسط شركت الكترونيكي بين المللي STMicrotronics توليد شده است. به گفته ي باس براي يك دانشجو سه ماه طول كشيد كه يك فرستنده ي Wi-Fi كاملا قابل قبول بنويسد. آن ها يك فرستنده ي Wi-Fi و تعدادي اجزاي پيچيده ي رمزگذار ويدئويي H.264 نيز نوشتند. باس افزود پس از آزمايش گسترده، اين تراشه بدون خطا كار كرده است. اين گروه معرفي كوتاهي از اين تراشه را در سمپوزيوم مدارهاي VLSI در هونولولو ارائه كرد و جزئيات آن در شماره ي ماه آوريل مجله ي مدارهاي حالت جامد IEEE منتشر شده است. دانشجويان فارغ التحصيلي كه در طراحي AsAP همكاري داشتند: دين ترونگ، وين چنگ، تينوش محسنين، ژييي يو، آنتوني ياكوبسون، گوري لنج، مايكل ميوسن، كريستين واتنيك، آن تران، ژيبين ژيائو، جرمي وب، اريك وورك و پول مجيا. حاميان اين پروژه: شركت STMicroelectronics، شركت اينتل، دانشگاه كاليفرنيا، موسسه ي علوم ملي، شركت پژوهش هاي نيمه هادي، IntellaSys و موسسه ي آموزشي ويتنام.

حلقه های کوانتومی نور را به دلخواه کند یا متوقف می کنند: محاسباتی سریع و شیشه ای کند

Tue, 05 May 2009 19:28:14 +0330

پژوهشي که به رهبری دانشگاه وارویک انجام شد، راهی جدید برای استفاده از "حلقه های شکل داده شده توسط فرآورده های نقاط کوانتومی" به منظور کند کردن و یا حتی ثابت نگه داشتن نور گشوده است. این روش ابعاد وسیعی از امکان محاسبات قابل اعتماد و موثر بر مبنای نور گرفته تا امکان ايجاد "شیشه کند (slow glass)" را به روی ما می گشاید. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الکترونیوز) و به نقل از يورك الرتز، کلید اصلی این پژوهش جدید" اگزیتون (exciton) " می باشد. اگزیتون به جفت شدن یک الکترون که توسط یک فوتون به تراز بالاتری از انرژی رفته است، با یک حفره (یا یک الکترون دیگر) که به داخل اوربیتال اطراف هسته ی اتم رانده شده است، گفته می شود. با وجود انرژی بالاتر در حالت جدید، الکترون با یکی از حفره ها (محل هایی که توسط الکترونی که به تراز انرژی بالاتری رفته است خالی شده)، جفت می شود. هنگامی که الکترون انرژی بالای خود را از دست می دهد، دوباره به حفره ای که با آن پیوند داشت و آنرا ترک کرده بود باز می گردد و فوتون جذب شده تابیده می شود. چرخه ی فوق معمولا بسیار سریع رخ می دهد؛ ولی اگر بتوانيم راهی پیدا کنيم تا عمل اگزیتون را درجا و برای هر مدت زمانی سد کنیم یا نگه داریم، در واقع توانسته ایم بازتابش فوتون را به تأخیر بیاندازیم و به طور مؤثری نور را کند و حتی متوقف کنیم. پژوهش گران به سرپرستي پژوهش گر دکترا، آندره فیشر و دکتر رادولف ا. روِئمر از دپارتمان فیزیک دانشگاه وارویک، در حين ساخت نقاط كوانتومي، به طور تصادفي به وجود قابليت هايي در برخي حلقه هاي ريز ماده پي بردند. هنگام ایجاد این نقطه های کوانتومی بسیار کوچک در ابعاد 10 تا 100 نانومتر، فیزیک دانان گاهی شرایطی ایجاد می کردند که ماده هنگام ته نشین شدن، روی سطح مورد نظر پاشیده شود. به این ترتیب نقطه ی کوانتومی مناسبی بدست نمی آید، ولی ساختارهایی به شکل حلقه از آن ماده ایجاد می شود. به هر حال این " نانو حلقه های آهارونوف- بوم (Aharonov-Bohm nano rings) " که در اصل به طور تصادفی ایجاد شده اند، اکنون مرجع اصلی مطالعه ي منحصر به فرد آن ها روی محدود کردن اگزیتون است (كه در این مورد، به نظر می رسد در اندازه ي دقیقي باشد). اگرچه رسیدن به این اندازه ی مفید به سادگی ممكن نیست، اما در صورت تحقق آن، به خودی خود به آن ها اجازه می دهد تا اگزیتون را تا هر مدتی بخواهند متوقف کنند. اما اين گروه پژوهشي دریافته اند که اگر ترکیبی از میدان های الکتریکی و مغناطیسی را به طور قابل ملاحظه ای به این نانو حلقه ها اعمال کنند، آن گاه به سادگی می توانند با تغییر میدان الکتریکی موجب توقف اگزیتون در جاي خود شوند یا به آن اجازه ی فروپاشی و تابش دوباره ی فوتون بدهند. در حالي كه دیگر پژوهش¬گران از حالت¬های نامتعارفِ مختلف مواد استفاده کرده اند تا حرکت نور را به طور چشمگیری کند کنند، این اولین بار است که فني برای توقف کامل نور و آزاد سازی فوتون های منفرد به طور دلخواه ابداع شده است. دکتر روِئمر می گوید: "اين روش مستلزم توسعه ي محاسبات نوري است که اين محاسبات، نیاز به سازوکاری مؤثر و قابل اطمینان مانند اين روش دارد که نور را دستکاری کنیم." اين روش هم چنین می تواند در توسعه ی یک "بافر" از فوتون های وارد شونده به كار رود که اين بافر می تواند آن ها را در زمان ديگري به ترتیب دوباره آزاد کند، بنابراین تأثیری شبیه مفهوم "شیشه ی کند" ایجاد خواهد کرد. این مفهوم، چند دهه ی پیش برای اولین بار توسط یک نویسنده داستان های علمی تخیلی به نام باب شاو پیشنهاد شده بود. عنوان اصلی مقاله، " نگه داری اگزیتون در یک حلقه ی نانومقیاس آهارونوف- بوم با تنظیم میدان الکتریکی (Exciton storage in a nanoscale Aharonov-Bohm ring with electric field tuning) " از دانشگاه وارویک است كه در مجله ي Physical Review Letters (PRL) منتشر شده است. برای مطالعه ی مقاله می توانید به لینک زیر مراجعه کنید: Physical Review Letters, 2009; 102 (9): 096405 DOI: 10.1103/PhysRevLett.102.096405

استفاده از بيني الكترونيكي كه مي تواند خطرات را تشخيص دهد

Sun, 03 May 2009 08:34:14 +0330

ايستگاه متروی تی-سنترالن در استكهلم

حس گر و پردازش داده ي پيش رفته ای كه براي نظارت بر كيفيت هواي داخل پايگاه فضايي استفاده شد، هم اكنون در سامانه ي اطفاي حريق جديد متروي استكهلم به كار گرفته مي شود. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، اين شيوه كه "بيني الكترونيكي" نام دارد، در دهه ي 90 براي سازمان فضايي اروپا (ESA) به عنوان هديه اي به برنامه ي مير روسيه ساخته شد تا از نظارت مداوم هواي داخل ايستگاه فضايي مير اطمينان حاصل شود. اين سامانه كامل شد و با موفقيت در ماموريت هاي مير به سال هاي 1995 و 1997 كار كرد و زماني ارزش خود را به اثبات رساند كه نشانه هاي اوليه ي آتش را در ماموريت سال 1997 تشخيص داد. سامانه ي بيني الكترونيكي شامل سه عنصر است: - يك حس گر كه نقشي شبيه نورون ها را به عنوان دريافت كننده ي بو در بيني انسان دارد - يك ريزپردازنده كه شبيه حباب هاي بويايي بيني، بوها را مشخص مي كند - يك سامانه ي پردازش نرم افزاري كه مانند مغز انسان بوها را درك كرده و تصميم مناسب را اتخاذ مي كند پس از انجام تعدادي آزمايش كه تمام مراحل يك آتش، از دود بدون شعله تا آتش گسترده، را تحت پوشش قرار مي داد، مهندسين از فن آوري بيني الكترونيكي استفاده كردند تا يك سامانه ي تشخيص آتش اوليه براي كاربردهاي صنعتي توسعه دهند. ايمن تر كردن متروها با هم كاري شركت سوئدي فايرفلاي، اين سامانه به منظور شناسايي آتش در تونل ها و ايستگاه هاي قطار زيرزميني توسعه پيدا كرد. پس از آزمايش فشرده ي زيرزميني در استكهلم، توليد اين وسيله آغاز شده است. قرارداد با شركت راه آهن زيرزميني استكهلم براي تجهيز تونل ها و ايستگاه ها با اين سامانه ي تشخيص جديد، 56 ايستگاه مترو و 60 كيلومتر تونل را تحت پوشش قرار خواهد داد. تاكنون تونل ها و ايستگاه هاي بيشتر ساختارهاي زيرزميني در سراسر جهان با سامانه هاي تشخيص آتش معمولي مجهز شده اند كه به ردياب هاي دود متكي هستند. اين سامانه ها نسبت به اختلالات شرايط محيطي زيرزميني مثل رطوبت و ذرات ريز گرد و غبار حساس هستند در حالي كه بيني الكترونيكي نسبت به اين موارد حساسيت كمتري دارد. فرانك ام سالزگبر، مدير اداره ي برنامه ي انتقال فن آوري ESA، گفت: "فن آوري هاي توسعه يافته براي استفاده در فضا نبايد تنها پيچيده و بدون ايراد باشند، بلكه بايد بي نهايت قوي نيز باشند تا شرايط محيطي فضا و تكان هاي شديد هنگام پرتاب فضاپيما را تحمل كنند. آن ها بايد در وضعيت خلا فضا كار كنند و بتوانند با دماهاي به شدت گرم و بسيار سرد مواجه شوند. مي توان گفت كه شرايط محيطي فضا آغازي براي راه كارهاي مبتكرانه اي بوده است كه در جاهاي ديگر نيز كاربرد داشته اند." وي افزود: "بسياري از پيشرفت هاي فن آوري براي برنامه هاي فضايي، ارزش خود را در زمينه هاي غيرفضايي با ارائه ي راه كارهاي جديد به مسايل روي زمين به اثبات رسانده اند. افزايش ايميني سامانه ي متروي استكهلم با استفاده از بيني الكترونيكي، نمونه ي بسيار خوبي است براي اين كه چگونه تجربه هاي پيشين در فن آوري فضايي اروپا مي توانند موجب راه كارهاي موفقي در زندگي روزمره روي كره ي زمين شوند."

تقویت کننده ی الکترونیکی با توانایی کار در شرایط سخت دمایی ساخته شد

Thu, 30 Apr 2009 20:27:13 +0330

تصویری از تقویت کننده ی دیفرانسیلی کامل پژوهش گران

مأموریت های فضایی نیاز به جعبه هایی با استقامت حرارتی بالا دارند تا مدارهای الکترونیکی را از دماهای بالا و قرار گرفتن در مقابل تابش ها محافظت کنند. پژوهش گران مهندسی برق در "دانشگاه آرکانساز" میکرو تقویت کننده ای طراحی و با موفقیت آزمایش کرده اند که به طور مستقیم در شرایط فضایی بدون نیاز به جعبه ی محافظ کار می کند. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، علاوه بر توانایی کارکرد سازگار و پایدار در محدوده ی دمایی بالا - از منهای 180درجه تا 125 درجه ی سانتیگراد- تقویت کننده ی جدید در مصرف توان و فضای مورد نیاز برای مدارهای الکترونیکی صرفه جویی کرده و در نتیجه، به توسعه و تجاری سازی محصولات الکترونیکی و سیستم های کامپیوتری که نیاز به حفاظت در برابر شرایط و محیط های سخت ندارند نیز کمک شایانی می کند. آلن منتوس، استاد مهندسی برق و دارنده ی کرسی "طراحی آی سی های میکس سیگنال" و "طراحی به کمک کامپیوتر(CAD)" در قرن بیست و یکم، می گوید: "این تقویت کننده و سایر طرح های مختلف روی مشخصه های کارکردی با محدوده ی دمایی بالا در مدارهای پردازش سیگنال بر پایه ی سنسور تمرکز می کنند. اما قطعه ی تولیدی ما اولین تقویت کننده ی تفاضلی کامل است که به طور مخصوص برای دماهای بالا طراحی شده است و دماهای سرد را نیز در بر می گیرد. برخی از طرح های ما در دمای زیر 2 کلوین یا 271 درجه سانتیگراد با کارکرد مناسب آزمایش شده اند." این قطعه در یک پروسه ی تولید نیمه هادی که به لحاظ بازرگانی در دسترس است، تولید شده است و با منبع ولتاژ 3.3 ولتی کار می کند. همچنین این مدار از دو مدار فیدبک مد مشترک برای کنترل بهتر طبقه ی ورودی و طبقه ی خروجی استفاده می کند. با استفاده از این فنون پژوهش گران قادر خواهند بود تقویت کننده ایی بسازند که در حین بهره ی تفاضلی بالا، پهنای باند بزرگ و محدوده ی دمایی بالایی داشته باشد. در سامانه های الکترونیکی و کامپیوتری، تقویت کننده ها مدارهای کوچکی هستند که دامنه ی سیگنال(معمولا ولتاژ یا جریان) را افزایش می دهند. تقویت کننده های تفاضلی نوع خاصی از تقویت کننده ها هستند که اختلاف ولتاژ بین دو ورودی را در یک عدد ثابت ضرب می کنند. این عدد ثابت را بهره ی تفاضلی تقویت کننده می نامند که به سادگی میزان توانایی مدار را برای افزایش دامنه یا توان سیگنال نمایش می دهد. تقویت کننده های دیفرانسیلی کامل در سیستم های الکترونیکی متنوعی استفاده می شود؛ از جمله کاربردهای تبدیل آنالوگ به دیجیتال. این تقویت کننده ها به عنوان اجزای اصلی در طراحی و توسعه ی مدارهای الکترونیکی مجتمع و تراشه ها مطرح هستند. پژوهش گران- دانشجویان کارشناسی ارشد مهندسی برق کیمبرلی کورنت و آیوون اسکوریکا و دانشجوی فوق دکترا فلو گویوان فو- زیر نظر منتوس تقویت کننده ای را توسعه داده اند که سه بخش مجزا دارد. طرح شامل یک طبقه ی ورودی، یک طبقه ی خروجی و مدار فیدبک مربوط به مد مشترک است . طبقه ی ورودی مستقیما به دو سیگنال ولتاژ بهره وصل می شود. اختلاف بین این دو سیگنال در طبقه ی ورودی وسپس در طبقه ی خروجی تقویت می شود. از آنجایی که تنها اختلاف دو سیگنال مطلوب است، هر چیز مشترک بین دو سیگنال باید از بین برود. مدار فیدبک مد مشترک ما را مطمئن می کند که هر دو طبقه ی ورودی و خروجی، تنها اختلاف دو سیگنال ورودی را تقویت می کنند و هر چیز مشترک بین آن ها را از بین می برند. استفاده از دو مدار فیدبک مد مشترک مستقل برای طبقه های ورودی و خروجی، به ما اجازه ی تنظیم بهتر و رسیدن به کیفیت بالا را در خروجی می دهد. نتایج این پژوهش در نهم مارس 2009 در کنفرانس هوافضای IEEE در Big Sky ایالت مونت منتشر شد.

ماده اي جديد كه مي تواند در آينده به كاهش تلفات انرژي كمك كند

Wed, 29 Apr 2009 15:36:13 +0330

دانش مندان دانشگاه ليورپول و دورهام ماده ي جديدي براي درك بيشتر چگونگي استفاده از ابررساناها در انتقال انرژي به مناطق مسكوني و كاهش تلفات انرژي توسعه داده اند. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، اين گروه ماده اي از يك مولكول شبیه توپ فوتبال به نام كربن60 توليد كرده است تا نشان دهد كه چگونه يك ابررسانا (عنصر، تركيب يا آلياژي كه در مقابل عبور مداوم جريان الكتريكي مقاومتی از خود نشان نمي دهد) مي تواند در دماهاي مناسب براي كاربرد تجاري در شهرهاي كوچك و بزرگ كار كند. ابررساناها به عنوان يكي از بزرگ ترين يافته هاي علمي مطرح هستند و امروزه نقش مهمي در فن آوري پزشكي بازي مي كنند. در سال 1911، به عنوان بخشي از آزمايش با جيوه ي جامد، دانش مند آلماني هيك كامرلينف اونز، كشف كرد زماني كه جيوه تا دماهاي پايين سرد مي شود، الكتريسيته مي تواند با يك جريان پايدار و بدون مقاومت و تلفات انرژي -به صورت گرما- از آن عبور كند. هم اكنون ابررساناها به طور گسترده به عنوان آهن ربا در عكس برداري تشديد مغناطيسي يا MRI به كار مي روند كه به دانش مندان كمك مي كند از آن چه كه درون بدن انسان رخ مي دهد، تصويربرداري كنند. ابررساناها در خطوط راه آهن نيز به عنوان آهن ربا توانسته اند اصطكاك بين قطار و ريل را كاهش دهند. ابررساناها توسعه يافته اند تا در دماهاي بالا كار كنند اما ساختار اين مواد به حدي پيچيده است كه دانش مندان هنوز به زمان نياز دارند تا دريابند كه چگونه اين مواد مي توانند در دماي اتاق براي كاربردهاي آتي در تامين برق خانه ها و كارخانه ها كار كنند. پروفسور مت روسينسكي، از دپارتمان شيمي ليورپول، شرح داد: "ابررسانايي پديده اي است كه ما هنوز در تلاش براي درك آن و به ويژه چگونگي كاركرد آن در دماهاي بالا هستيم. ابررساناها ساختار اتمي بسيار پيچيده اي دارند و سرشار از بي نظمي هستند. ما ماده اي به شكل پودر ساختيم كه در دماهاي اتاق نارسانا بود و ساختار اتمي ساده تري داشت تا براي ما اين امكان را فراهم كند كه چگونگي حركت آزاد الكترون ها را كنترل كنيم و چگونگي سوق دادن اين ماده به سمت ابررسانايي را آزمايش كنيم." پروفسور كوسماس پراسيدس، از دانشگاه دورهام، گفت: "در فشار اتاق الكترون هاي اين ماده براي ايجاد ابررسانايي بسيار دور از هم بودند. بنابراين ما آن ها را با استفاده از وسيله اي كه فشار درون ساختار را افزايش مي دهد، فشرده تر كرديم. ما دريافتيم كه اين دگرگوني در ماده ناگهاني بود - به صورت متناوب از نارسانايي به ابررسانايي. اين امر به ما اين امكان را داد كه ساختار اتمي دقيق را در نقطه اي كه ابررسانايي رخ مي دهد، ببينيم." اين پژوهش كه در مجله ي Science منتشر شد و توسط انجمن پژوهش علوم فيزيكي و مهندسي EPSRC حمايت شد، به دانش مندان اين امكان را خواهد داد كه به جستجوي موادي با عناصر ساختاري و شيميايي مناسب بپردازند و ابررساناهايي را توسعه دهند كه در آينده تلفات انرژي جهان را كاهش دهد.

اتاق نشيمن ديجيتال، به واقعيت نزديك تر مي شود

Mon, 27 Apr 2009 14:45:20 +0330

اتاق نشيمن ديجيتال هنوز در حال ساخت است اما مشتريان مي توانند هم اكنون ديدي از چگونگي آن داشته باشند. به گزارش خبرگزاري برق،‌ الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از فيزورگ، صنعت لوازم الكتريكي از مدت ها پيش در نظر داشته است براي مصرف كنندگان امكان دسترسي آني به دنيايي از فيلم ها،‌ موزيك ها و ساير سرگرمي ها و نيز دست يابي به اطلاعات را تنها با فشردن يك كليد در اتاق نشيمن فراهم كند. اخبار جديد از شركت هاي الكترونيكي، استوديوهاي هاليوودي، شركت هاي اينترنتي و شبكه هاي كابلي نشان مي دهند كه اين رويا در حال پيوستن به واقعيت است. ون بيكر، تحليل گري از شركت پژوهش فن آوري گارتنر، گفت: "اين خيال در حال تحقق به واقعيت است." در زير پيشرفت هايي كه اخيرا در اين زمينه صورت پذيرفته اند بيان مي شود: روكو، گروه توسعه ي "دره ي سيليكون" (محلى در دره سانتاکلاراى کاليفرنيا با گسترده ترين تمرکز تجارت و کار تکنولوژى عالى در جهان)، اعلام كرد كه با غول تجارت الكترونيكي يعني Amazon.com متحد مي شود تا براي دارندگان دستگاه پخش ويدئوي ديجيتال خود اين امكان را فراهم كند كه از Amazon، فيلم ها و برنامه هاي تلويزيوني را بخرند يا اجاره كنند. دارندگان دستگاه پخش ويدئوي روكو مي توانند از ميان 40 هزار ويدئوي با دسترسي سريع از Amazon و 12 هزار ويدئو از Netflix، ويدئوي مورد نظر خود را انتخاب كنند. گروه ZillionTV، خدمات و دستگاه جديدي را رونمايي كرد كه سال آينده معرفي خواهد شد. اين شركت كه توسط پنج استوديو از شش استوديوي بزرگ هاليوود پشتيباني مي شود،‌ در نظر دارد يك جعبه ي set-top (دستگاه تنظيم كننده كه امكان نمايش سيگنال ها در تلويزيون را فراهم مي كند) را به طور رايگان عرضه كند كه توسط شركت هاي سرويس دهنده ي اينترنت توزيع مي شود و با استفاده از آن مصرف كنندگان مي توانند حدود 15 هزار ويدئو را تماشا كنند. شركت Time Warner از طرحي به نام "تلويزيون همه جا" خبر داد كه به مشتركان تلويزيون ماهواره اي يا كابلي اين امكان را خواهد داد كه تمام برنامه هاي دريافتي از طريق تلويزيون را روي رايانه يا ساير دستگاه هاي متصل به اينترنت تماشا كنند. با توجه به تغييرات اخير، كرت شرف، نايب رييس و تحليل گر اصلي مؤسسه ي مشاوره و پژوهش Parks Associates، گفت: "ديدن چنين فضايي بسيار شگفت انگيز است." براي كسب اطمينان، گروهي از مردم عادي در جايي شبيه به اتاق نشيمن ديجيتال زندگي مي كنند. با توجه به هزينه ي بالا و مخالفتي كه براي افزودن يك جعبه ي جديد به قسمت ويژه ي سرگرمي در اتاق نشيمن آنان وجود دارد، مصرف كنندگان براي خريد دستگاه هاي عرضه شده بي ميل بوده اند. و اين دستگاه ها هم چنان نمي توانند عدم محدوديت هايي را كه براي اتاق نشيمن ديجيتال تصور مي شدند، برآورده كنند. بيكر بر اين باور است كه اتاق نشيمن ديجيتال هنوز پنج سال يا بيشتر تا محقق شدن فاصله دارد. اما به نظر مي رسد شركت هاي لوازم الكتريكي با درس گرفتن از اشتباه هاي گذشته بتوانند آن روز را نزديك تر كنند. در ضمن، تلاش هاي آنان، ارائه دهندگان سرويس تلويزيون پولي سنتي - حتي آن هايي كه بيشتر مردم امريكا ويدئوي خود را از آنان دريافت مي كنند - را مجبور كرده است كه خدمات بلادرنگ و خدمات نوعي اتاق نشيمن ديجيتال را افزايش دهند. اولين از سرگيري توليد محصولات اتاق نشيمن ديجيتال با رايانه هاي مصرف كنندگان گره خورد. مصرف كنندگان نيز بايد دستگاه را به رايانه ي خود از طريق شبكه ي محلي متصل مي كردند تا به فيلم ها يا عكس هاي ذخيره شده در رايانه ي شخصي دسترسي پيدا كنند و يا بايد مستقيما رايانه ي خود را به تلويزيون متصل مي كردند. اخيرا شركت هاي لوازم الكتريكي دستگاه هايي عرضه كرده اند كه رايانه را به كل در انتقال مفاهيم ديجيتال به تلويزيون كنار مي گذارد. براي مثال، كاربران روكو مي توانند مستقيما ويدئوي مورد نظر خود را از Amazon سفارش دهند. در تلويزيون هاي جديد مي توان با استفاده از دستگاه كنترل از راه دور به ياهو ويجتز دسترسي داشت و ديگر نيازي به رايانه و صفحه كليد نيست. به گفته ي شرف، به جاي دسترسي به فيلم ها و موزيك هاي ذخيره شده، دستگاه ها هم اينك پيرامون "روش رسانه هاي توده اي" ساخته مي شوند و مي توانند "به تمام چيزها در اينترنت" دسترسي داشته باشند. اين روش توده اي مزيت ديگري نيز دارد: مي تواند ارزان تر باشد. به خاطر اين كه تمام چيزها در اينترنت انباشته شده اند، دستگاه ها نيازي ندارند كه يك حافظه ي ديسك سخت گران قيمت داشته باشند. روكو دستگاه خود را تنها با قيمت 100 دلار عرضه مي كند. شركت ZillionTV در نظر دارد شارژ استفاده از دستگاه هاي خود را با قيمت كمتري انجام دهد. موضوع ديگر در ظهور اتاق نشيمن ديجيتال، امكان انتخاب هاي فراوان است - نه در چيزهايي كه در اينترنت قرار دارند بلكه در خود دستگاه ها. هم اكنون مصرف كنندگان با چندين وسيله مي توانند به ويدئوها دسترسي داشته باشند: از طريق رايانه ي شخصي و وب سايت هايي مثل Hulu؛ با استفاده از تلفن هوشمند؛ در اتاق نشيمن با استفاده از جعبه ي set-top كابلي؛ با استفاده از سامانه هاي بازي رايانه اي هم چون Xbox 360؛ از طريق دستگاه هاي رسانه اي چند وظيفه اي مثل Apple TV و دستگاه هاي پخش ويدئوي ارزان قيمت مثل روكو. مصرف كنندگان انتخاب هاي فراواني نيز درباره ي چگونگي خريد محصولات رسانه اي مورد مصرف خود دارند. آن ها مي توانند ويدئوها را به صورت جداگانه از Amazon، Apple's iTunes و خدمات مشابه بخرند يا كرايه كنند و آن ها را با استفاده از دستگاه هايي مثل پخش كننده ي روكو، TiVo يا پلي استيشن 3 تماشا كنند. مصرف كنندگان با استفاده از Xbox 360، پخش كننده ي Blu-ray ال جي يا پخش كننده ي روكو مي توانند بسياري از ويدئوهاي ديجيتال را با صورت حساب اشتراك ماهانه ي Netflix تماشا كنند و يا در مدل هاي ZillionTV مي توانند به شرط مطالعه ي آگهي تبليغاتي در نظر گرفته شده، برنامه ي مورد نظر خود را تماشا كنند. بن بايارين، تحليل گري از موسسه ي مشاوره ي فن آوري Creative Strategies‌ گفت: "ما تجربياتي به دست مي آوريم كه بسيار خوبند. فكر نمي كنم كه هيچ كدام از راه حل ها بهترين جواب باشد اما ما را به هدف نزديك تر مي كنند."

باغباني رباتيك: گياهان توسط ربات ها پرورش مي يابند

Sun, 26 Apr 2009 15:58:41 +0330

در آزمايش گاه هوش مصنوعي و علوم كامپيوتر MIT (CSAIL) علفي مصنوعي از گياه گوجه فرنگي درون گلدان هاي سفالي وجود دارد كه زير نور يك خورشيد مصنوعي رشد مي كند. اما اين گل خانه تفاوتي دارد: نگه دارندگان اين گياهان كاملا رباتيك هستند. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از فيزورگ، ايده ي نگه داري از يك گل خانه بدون دست هاي انسان از يكي از كارهاي نيكلاس كورل، معاونت فوق دكتراي آزمايش گاه ويژه ي رباتيك پروفسور دانيلا روس در MIT، گرفته شده است. كورل كاربردهاي ممكن رباتيك گروهي را در يك محيط زراعي مشاهده كرد و بنابراين اين ايده در قالب يك دوره گسترش يافت و دانش جويان ربات هايي ساختند كه قادرند از يك گل خانه ي گوجه ي فرنگي كوچك نگه داري كنند. هر ربات به يك بازوي رباتيك و يك پمپ آب پاش مجهز شده است. اين در حالي است كه خود گياهان نيز به دستگاه حسگر خاك، شبكه بندي و محاسبات مجهز شده اند. اين امر به آن ها توانايي برقراري ارتباط را مي دهد: گياهان مي توانند درخواست آب يا مواد غذايي كنند و وضعيت خود را ثبت نمايند. ربات ها مي توانند موقعيت گوجه فرنگي خاصي را شناسايي كنند و حتي عمل گردافشاني را انجام دهند. ابزاري به نام LCM يا هدايت كننده ي مخابرات سبك، براي فراهم كردن امكان برقراري ارتباط بين واحدهاي رباتيك مختلف به كار گرفته شد؛ مدلي كه در اين پروژه به كار رفت مربوط به آژانس پروژه هاي پژوهشي پيشرفته ي دفاعي امريكا (DARPA) بود. نرم افزار شناسايي هدف بر اساس LabelMe، وسيله ي حاشيه نويسي تصوير ساخته شده توسط برايان راسل، پروفسور آنتونيو تورابلا و پروفسور بيل فريمن، نوشته شده است. سامانه اي كه روس از آن با عنوان كشاورزي دقيق نام مي برد، مزيت مضاعفي نسبت به شيوه ي كاشت و برداشت محصولات كنوني دارد. نخست اين كه بسته به توانايي هر گياه براي بازبيني و گزارش وضعيت فيزيكي خود، آب، مواد غذايي و مراقبت بر اساس نياز توزيع خواهد شد. اين امر مي تواند امكان كاهش بسيار زياد در استفاده از منابع مصرفي طي فرآيند رشد را فراهم كند و تاثير سنگين كربن را در كشاورزي امروز بهبود بخشد. علاوه بر اين، برداشت مكانيكي كار طاقت فرسايي را كه امروزه در برداشت محصولات خاص مثل ميوه ها و سبزيجات وجود دارد، از بين مي برد. در آينده، اين پژوهش گران اميدوارند گل خانه اي كاملا خودگردان با ربات ها، گلدان ها و گياهان ايجاد كنند كه از طريق محاسبات، حس كردن و شبكه بندي به هم متصل شده اند. كورل در مورد كاربردهاي آينده ي اين پروژه و ساير پروژه هاي مشابه خوش بين است. با توجه به كشاورزي گذشته، كورل در انديشه است كه اين سامانه را در كدام يك از زمينه هاي ديگر مي توان به كار برد. زمينه هاي مثل خدمات خودكار براي سال مندان با قابليت حركت پايين در مراكز مراقبت محلي يا نگه داري از گياهان در گل خانه ها يا مزارع هيدروپونيك (پرورش گياهان با راه كاري سرشار از مواد غذايي). به گفته ي كورل، اين فن آوري كه يك بار توسعه يافته است، بي اندازه سازگار است و نويدبخش آينده ي مهيج هم كاري بين انسان ها، جهان طبيعت و دستگاه هاي ما است.

غشاهاي نانولوله اي فروسرخ مزيت هايي براي سلول هاي خورشيدي دارند

Sat, 25 Apr 2009 18:19:07 +0330

پژوهش گران دريافتند كه غشاهاي نازك نانولوله ي كربن مزاياي رسانايي و مكانيكي ای دارند كه مي تواند آن ها را براي استفاده به عنوان الكترودهاي سلول خورشيدي، روشنايي حالت جامد و نمايش گرهاي الكترونيكي مناسب كند. تاكنون مطالعات روي چگونگي انتقال نور توسط غشاهاي نانولوله اي در محدوده ي نور مرئي متمركز بوده است و ويژگي هاي فروسرخ اين غشاها كشف نشده بود. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از فيزورگ، در مطالعه اي جديد، ليانگ بينگ هو، ديويد هچ و جورج گرانر، فيزيك دانان دانشگاه كاليفرنياي لوس آنجلس، ويژگي هاي فروسرخ غشاهاي نازك نانولوله ي كربن تك جداره را بررسي كردند كه به لحاظ نوري، شفاف و به لحاظ الكتريكي، رسانا هستند. آنان دريافتند كه غشاهاي نانولوله اي توانايي بسيار خوبي براي انتقال امواج فروسرخ دارند. طي آزمايش هايي، الكترودهاي نانولوله اي و الكترودهاي گرافيني عمل كرد بهتري از ساير مواد در گروه هاي اصلي مختلف نشان دادند. بدين ترتيب راهي براي كاربردهاي گوناگون فروسرخ غشاهاي نانولوله اي گشوده شد. هو گفت: "اين اولين بار است كه ويژگي هاي فروسرخ اين غشاها به طور كامل هم از طريق اندازه گيري و هم از طريق محاسبه مطالعه مي شود." براي توليد اين غشاهاي نانولوله اي، دانش مندان نانولوله ها را در آب به كمك سورفاكتنت (ماده اي براي كاهش كشش سطحي آب) پخش كردند و سپس اين ماده را روي زيرلايه هاي گرم شده پاشيدند تا غشاها ايجاد شوند. دانش مندان با تاباندن نور فروسرخ روي غشاهاي نانولوله اي دريافتند كه اين غشاها نرخ انتقال بيش از 90 درصد را در يك محدوده ي طول موج گسترده ي فروسرخ (450 نانومتر تا 20 ميكرومتر) حفظ مي كنند. اين دانش مندان توضيح دادند كه به خاطر انتقال فروسرخ بالاي اين غشاهاي نانولوله اي، جلوگيري از حرارت ضعيف خواهد بود اما براي كاربردهايي كه نياز به اتلاف گرما دارند، مناسب خواهد بود. يك نمونه ي مهم سلول هاي خورشيدي است. از آن جايي كه بخش بزرگي از انرژي خورشيدي بالاي طول موج يك ميكرومتر (بيشتر از طول موج نوري) است، اين غشاهاي نازك نانولوله اي شفاف مي توانند به منظور مهار گرماي اضافي در سلول هاي خورشيدي فروسرخ به كار روند و بدين طريق بازدهي سلول خورشيدي را افزايش دهند. هو گفت: "يك كاربرد مهم، سلول خورشيدي فروسرخ است، جايي كه غشاهاي نانولوله اي مثل غشاهاي گرافيني مي توانند امكان انتقال انرژي فروسرخ را به لايه ي فعال فراهم كنند كه ساخت سلول خورشيدي فروسرخ را ممكن مي كند." در مقايسه با ساير مواد شناخته شده براي انتقال امواج فروسرخ، غشاهاي نانولوله اي ميزان بازتاب كمتري دارند (كمتر از 10 درصد). اين مزيت به معناي اين است كه غشاهاي نانولوله اي در مقايسه با ساير مواد طول موج هاي قطع بالايي دارند (طول موج هاي فروسرخ وسيع تري را انتقال مي دهند). اين ويژگي مي تواند اين غشاها را براي كاربرد در محدوده ي فرا فروسرخ مناسب كند. اين غشاها مي توانند به عنوان الكترودهايي براي كاربردهاي گوناگون صنعتي و نظامي به كار روند. هو افزود كه در آينده اين پژوهش گران قصد دارند استفاده از اين غشاها را براي دوربين هاي فروسرخ بررسي كنند.

تيغه ي لاستيكي قابل كنترل مي تواند ميزان بار روي پره ي توربين بادي را كاهش دهد

Wed, 22 Apr 2009 14:11:23 +0330

انتهاي تيغه ي پره ي توربين بادي مي تواند از ماده ي كشساني ساخته شود كه امكان كنترل شكل تيغه را فراهم مي كند. اين امر بارهاي ديناميكي را كه پره هاي توربين بادي بزرگ حين كار متحمل مي شود، كاهش مي دهد. به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، هلگ آگارد مدسن، كارشناس پژوهش در اين پروژه،‌ شرح داد: "توليد اين پره با تيغه ي متحرك امكان كنترل بار روي پره را فراهم مي كند و عمر اجزاي توربين بادي را افزايش مي دهد. اين روش شبيه شيوه اي است كه در فضاپيماها به كار رفته است، كه در آن باله ها عمل بالا بردن را حين لحظات بحراني مثل شروع پرواز و نشستن فضاپيما تنظيم مي كنند." اما تفاوتي نيز وجود دارد. در حالي كه در فضاپيماها باله هاي متحرك اجزايي غير قابل تغيير شكل هستند كه به انتهاي تيغه هاي بال اصلي متصل اند، اين روش جديد طرحي از يك سطح يك نواخت روي پره ي توربين بادي ارائه مي دهد حتي زماني كه انتهاي تيغه حركت مي كند. علت اين امر اين است كه انتهاي تيغه از يك ماده ي كشسان ساخته شده است و بخش مهمي از پره ي اصلي را تشكيل مي دهد. طراحي قوي لاستيك در سال 2004 آزمايشگاه ريزو براي اين روش اساسي طراحي تيغه ي انعطاف پذير و متحرك پره ي توربين بادي درخواست ثبت اختراح كرد. از آن زمان، پيش رفت مهمي در مورد پروژه صورت گرفته است. به كمك وزارت علوم، فن آوري و نوآوري امكان توسعه ي چنين ايده هايي در مرحله ي نمونه سازي فراهم شده است. بخشي از اين پژوهش در جهت طراحي و توسعه ي تيغه هاي قدرت مند قابل كنترل بوده است. اين امر هم اكنون منجر به ساخت تيغه اي از لاستيك با حفره هاي تقويت شده با فيبر شده است. اين حفره ها هم راه با تقويت هاي فيبري، امكان حركت مطلوب تيغه را هنگام تحت فشار قرار گرفتن حفره ها توسط هوا يا آب فراهم مي كند. هلگ آگارد گفت: "در اين پروژه تعدادي نمونه ي اوليه ي مختلف با طول وتر 15 سانتي متر و طول 30 سانتي متر ساخته شده است. بهترين نمونه نتايج اميدوار كننده اي در مورد خمش و سرعت خمش نشان مي دهد." اندازه ي اين نمونه براي مقطع ايروديناميكي پره با طول وتر يك متر مناسب است كه چنين پره اي هم اكنون توليد شده است و قرار است در يك تونل بادي مورد آزمايش قرار گيرد. توانايي اين تيغه در كنترل بار روي پره در اين تونل بادي آزمايش خواهد شد. هلگ آگارد افزود: "اگر نتايج اين آزمايش، كارايي پيش بيني شده ي ما را تاييد كند، اين تيغه ي لاستيكي را روي يك توربين بادي واقعي به مدت چند سال امتحان خواهيم كرد."

باتري جديد كه مي تواند ظرف چند ثانيه شارژ شود

Tue, 21 Apr 2009 15:55:32 +0330

تصویری از ذرات ماده ی جدید باتری که با میکروسکوپ الکترونی گرفته شده است

نمونه ای از ماده ی جدید باتری که امکان شارژ سریع را در وسایل قابل حمل ایجاد می کند

مهندسين دانشگاه MIT روشي را ايجاد كرده اند كه امكان انتقال سريع انرژي الكتريكي را فراهم مي كند، پيش رفتي كه مي تواند منجر به باتري هاي كوچك تر و سبك تر براي تلفن هاي همراه و ساير دستگاه ها شود. اين باتري مي تواند به جاي چند ساعت در چند ثانيه شارژ شود. به گزارش خبرگزاري برق،‌ الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز)، اين كار جديد مي تواند امكان شارژ باتري هاي خودروهاي الكتريكي را نيز فراهم كند،‌ هر چند اين كاربرد خاص با توجه به مقدار توان قابل دست رسي براي صاحب خانه از شبكه ي برق محدود مي شود. اين كار كه توسط گربرند سدر، استاد مهندسي و علوم مواد سرپرستي شد،‌ در نسخه ي 12 مارچ مجله ي Nature منتشر شد. با توجه به اين كه ماده ي به كار رفته، جديد نيست و پژوهش گران تنها تغيير ساده اي در شيوه ي توليد آن ايجاد كرده اند، سدر بر اين باور است كه اين كار طي دو تا سه سال آتي روانه ي بازار مي شود. باتري هاي ليتيمي قابل شارژ جديد چگالي انرژي بسيار بالايي دارند و براي انباشت مقدار زيادي بار الكتريكي مناسب هستند. اين باتري ها آهنگ توان را به طور نسبي كاهش مي دهند و در دريافت و تخليه ي اين انرژي كند عمل مي كنند. باتري هاي كنوني را در خودروهاي الكتريكي در نظر بگيريد. سدر گفت: "اين باتري ها انرژي بسيار زيادي دارند،‌ بنابراين مي توان با سرعت 55 مايل در ساعت براي مدت زمان طولاني رانندگي كرد اما توان پايين است و نمي توان به سرعت شتاب گرفت." اما چرا از ميزان توان پايين استفاده مي شود؟ پيش از اين ها دانش مندان تصور مي كردند كه يون هاي ليتيم كه وظيفه ي حمل بار در طول باتري را هم راه با الكترون ها بر عهده دارند، درون ماده به كندي حركت مي كنند. حدود پنج سال پيش سدر و هم كارانش كشف شگفت انگيزي را انجام دادند. محاسبات رايانه اي ماده ي باتري شناخته شده يعني فسفات آهن ليتيم پيش بيني كرد كه يون هاي ليتيم اين ماده در حقيقت با سرعت بسيار بالايي حركت مي كنند. سدر گفت: "اگر انتقال يون هاي ليتيم بسيار سريع باشد، چيز ديگري مشكل آفرين است." محاسبات بيش تر نشان داد كه يون هاي ليتيم در حقيقت مي توانند بسيار سريع در داخل ماده حركت كنند اما تنها از طريق تونل هاي قابل دست يابي از سطح ماده. اگر يك يون ليتيم در سطح ماده در مقابل ورودي يكي از تونل ها قرار گيرد، مشكلي پيش نمي آيد: اين يون درون تونل به حركت در مي آيد. اما اگر يون مقابل تونل قرار نگيرد، به ورودي تونل نمي رسد چون نمي تواند حركت كند. سدر و بيونگوو كانگ، دانشجوي فارغ التحصيل مهندسي و علوم مواد، روشي براي حل مشكل با ايجاد ساختار سطح جديد ابداع كردند كه به يون هاي ليتيم اجازه مي دهد در قسمت بيروني ماده به سرعت حركت كنند. زماني كه يك يون حين گردش در روي سطح ماده به يكي از تونل ها مي رسد،‌ فورا به درون آن كشيده مي شود. با به كارگيري روش جديد، آن ها به سمت ساخت يك باتري كوچك حركت كردند كه مي تواند ظرف 10 تا 20 ثانيه شارژ يا تخليه شود (زمان شارژ يا تخليه ي براي سلول ساخته شده از ماده ي توسعه نيافته 6 دقيقه است). سدر توضيح داد كه آزمايش هاي بيش تر نشان داد كه بر خلاف ساير مواد باتري، اين ماده ي جديد مانند زماني كه مرتبا شارژ و تخليه مي شود، دچار تنزل نمي شود. اين امر مي تواند منجر به ساخت باتري هاي كوچك تر و سبك تر شود چون مواد كم تري مورد نياز خواهد بود. سدر و كانگ مقاله ي خود را در مجله ي Nature اين گونه به پايان رساندند: "توانايي شارژ و تخليه ي باتري ها ظرف چند ثانيه به جاي چندين ساعت مي تواند راهي به سمت لوازم تكنولوژيكي بگشايد و دگرگوني هايي را در شيوه ي زندگي فراهم كند." اين كار از طرف سازمان علمي ملي به واسطه ي برنامه ي مراكز مهندسي و علوم پژوهشي مواد و برنامه ي باتري هايي براي انتقال پيش رفته ي دپارتمان انرژي امريكا حمايت مي شد و تحت ليسانس دو شركت قرار داشت.