ETH Zürih‘teki araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir mekanik sensör sadece sesle çalışıyor. Bu sayede, çok çeşitli cihazlarda tek kullanımlık pillerin kullanımına son vermenin yolu açılabilir. İlginç bir şekilde, cihaz sadece herhangi bir ses dalgası değil, belirli bir ton veya gürültü kullanılarak seçici olarak da çalıştırılabilir. Çok dikkat etmesek de günlük yaşamımızda çok çeşitli sensörler kullanıyoruz. Sensörler, işitmeyi iyileştiren tıbbi cihazlardan depremleri tespit eden mekanik uygulamalara kadar her şeyde kritik öneme sahip. Ancak bu sensörler çalışmak için küçük taşınabilir bataryalara ihtiyaç duyuyorlar ve enerji tüketimlerine bağlı olarak bataryaların belirli aralıklarla değiştirilmesi gerekiyor.
Bu da haliyle büyük bir elektronik atık sorunu yaratıyor. Avrupa Birliği’nde yapılan tahminlere göre, 2025 yılına kadar her gün 78 milyon kadar tek kullanımlık pil atık yığınına eklenecek. Böyle bir gelecekten kaçınmak için araştırmacılar alternatif kaynaklarla cihazlara güç sağlamaya çalışıyor ve ETH araştırma ekibi sesin güçlü bir alternatif olduğunu keşfetti.
Ses nasıl enerji sağlıyor?
ETH’de jeofizik profesörü olan Johan Robertson’a göre sensör, ses dalgalarının titreşim enerjisini kullanıyor. Dalgaların enerjisi sensörün titreşmesine ve cihazlara güç sağlamak için kullanılabilecek elektrik enerjisi üretmesine neden oluyor. Aşırı şarjdan kaçınmak için araştırmacılar bilgisayar modellemesi ve algoritmalar kullanarak sensör için küçük çubuklarla birbirine bağlanmış özdeş plakalardan oluşan özel bir yapı geliştirdiler. Bu küçük çubuklar, belirli bir sesin sensörü harekete geçirip geçirmeyeceğini belirliyor. Araştırmacılar prototiplerinin “dört” kelimesi söylendiğinde küçük elektrik darbeleri üretebildiğini ancak “üç” kelimesinin sensörde aynı etkiyi yaratmadığını gösterdi.
Bu teknoloji ile yapılan sensörler metamalzeme olarak sınıflandırılıyor. Burada söz konusu olan bileşenlerin özellikleri değil, onlara özel nitelikler kazandıran yapılardır. Çalışma yapıldığında ETH’de bulunan Marc Serra-Garcia, “Sensörümüz tamamen silikondan oluşuyor ve geleneksel elektronik sensörlerde olduğu gibi ne toksik ağır metaller ne de nadir toprak elementleri içeriyor” diyor. Sensörün daha yeni varyantları “açık”, “kapalı”, “yukarı” ve “aşağı” gibi on iki farklı kelimeyi algılayabilecek. Araştırmacılar şimdi bunları kısa bir süre içinde küçük bir resim boyutuna indirgemeyi çalışıyor. Bu sensörlerin kullanım alanlarından biri de depremler sırasında binaları izlemek olabilir. Bina tipik bir ses frekansı veren bir çatlak geliştirdiğinde alarm ile uyarı verilebilir.
Sensörler ayrıca hizmet dışı bırakılmış petrol kuyularını izlemek için de kullanılabilir. Bir sondaj kuyusundan gaz sızmaya başladığında, mekanik sensör bu sesi algılayarak alarm verebilir. Bu tür sistemler sürekli elektrik tüketmediğinden, daha düşük bakım maliyetleriyle kullanılabilirler. Araştırma ekibi bir prototipi 2027 yılına kadar piyasaya sürmeyi umuyor.
