Faire fonctionner une “maison intelligente” en contrôlant la respiration

Faire fonctionner une

Conception structurelle et mécanisme de fonctionnement du capteur triboélectrique piloté par la respiration. a) Schéma de principe du système HMI basé sur TENG conçu. b) Illustration schématique des composants structurels du capteur triboélectrique. c, d) Photographies du prototype de capteur triboélectrique. e) Image SEM du film Ecoflex avec des microstructures de surface. Barre d’échelle, 50 µm. f) Illustration schématique du principe de fonctionnement du capteur triboélectrique. g) La distribution du potentiel électrique dans les deux couches triboélectriques du capteur simulé par FEA. Le crédit: Interfaces de matériaux avancés

Des chercheurs de la Case Western Reserve University ont créé un prototype simple d’appareil qui permet aux utilisateurs de contrôler la technologie de la “maison intelligente” en modifiant leurs schémas respiratoires.

L’unité auto-alimentée s’insère dans les narines et a le potentiel d’améliorer la qualité de vie des personnes à mobilité réduite ou incapables de parler clairement. Il peut également être programmé pour fournir des alertes automatiques au personnel médical si une personne a du mal à respirer.

“Nous pensons que le fait d’avoir ces deux capacités – le contrôle de la technologie intelligente et l’alerte médicale – dans un petit appareil rend cela spécial”, a déclaré Changyong “Chase” Cao, professeur adjoint d’ingénierie mécanique et aérospatiale qui dirige la recherche et le développement du dispositif.

Cao et ses collaborateurs ont récemment publié leurs recherches dans la revue Interfaces de matériaux avancés. L’équipe comprenait le récent Postdoc Yaokun Pang (maintenant professeur à l’Université de Qingdao, Chine) et le Ph.D. étudiant Shoue Chen. Cao a déclaré qu’il avait également déposé une demande de brevet sur leur prototype d’appareil, a déclaré Cao.

La révolution des “technologies intelligentes”

Ensemble, les appareils intelligents et la technologie de la maison intelligente constituent une industrie en croissance rapide, car des centaines d’appareils et d’appareils prêts à l’emploi sont compatibles Bluetooth ou intégrés à l'”Internet des objets” (IoT).

Les appareils domestiques intelligents comprennent les systèmes d’éclairage et de contrôle de l’énergie, les climatiseurs et les systèmes de sécurité. Ils peuvent être contrôlés à distance ou programmés pour fonctionner de manière autonome.

Mais pour les utilisateurs qui ne peuvent pas parler ou utiliser leurs membres pour programmer un appareil, les avantages de la technologie intelligente sont presque impossibles à accéder.

“La technologie intelligente est géniale, mais seulement si vous pouvez réellement l’utiliser”, a déclaré Cao. “Notre nouvelle conception permettrait à toute personne qui respire de pouvoir allumer et éteindre des appareils ou de modifier les paramètres d’un thermostat, par exemple.”

Comment fonctionne l’appareil

Cao et ses collaborateurs ont utilisé une technologie connue sous le nom de nanogénérateurs triboélectriques (TENG), ou triboélectrification, pour faire fonctionner l’appareil.

Les TENG peuvent convertir l’énergie mécanique récoltée dans l’environnement en électricité pour alimenter de petits appareils tels que des capteurs ou recharger des appareils électroniques grand public.

La technologie, développée sérieusement au cours de la dernière décennie, permet aux scientifiques de convertir l’énergie mécanique quotidienne en énergie électrique utile. Cette énergie présente dans l’environnement naturel comprend la pluie, le vent ou même les mouvements quotidiens du corps, comme se toucher les mains, marcher ou, dans ce cas, respirer.

Cao a déclaré que l’appareil – surnommé un “système d’interface homme-machine (IHM) piloté par la respiration” – pourrait être mis à la disposition du public d’ici trois à cinq ans en raison de sa conception et de sa fonction simples. Il a déclaré que l’équipe continuerait à travailler sur le prototype dans les mois et les années à venir pour le préparer à une utilisation pratique.


Appareil portable à récupération d’énergie fabriqué à partir de déchets recyclés


Plus d’information:
Yaokun Pang et al, Interfaces homme-machine multifonctionnelles auto-alimentées pour la surveillance respiratoire et le contrôle du système intelligent, Interfaces de matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002 / admi.202201202

Dong Wook Kim et al, Aspects matériels de la génération d’énergie triboélectrique et des capteurs, Matériaux NPG Asie (2020). DOI : 10.1038 / s41427-019-0176-0

Fourni par l’Université Case Western Reserve

Citation: Exploitation d’une « maison intelligente » par le contrôle de la respiration (12 juillet 2022) récupéré le 12 juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-smart-home.html

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