Микрофоны, вдохновленные насекомыми

09.05.2023

Что может услышать насекомое? Как ни странно, достаточно много. Хотя они малы и просты, их слуховые системы очень эффективны. Например, с мембраной всего 2 миллиметра в поперечнике пустынная саранча может разлагать частоты, сопоставимые с человеческими возможностями. Понимая, как насекомые воспринимают звук и используя технологию 3D-печати для создания специальных материалов, можно разработать миниатюрные микрофоны, вдохновленные биотехнологиями.

Эндрю Рейд из Университета Стратклайда в Великобритании представил свою работу по созданию микрофонов, которые могут автономно собирать акустические данные с небольшим энергопотреблением. Его презентация "Неестественный слух - 3D-печать функциональных полимеров как путь к микрофонному дизайну, вдохновленному биотехнологиями", состоялась в среду, 10 мая, в рамках 184-й встречи Акустического общества Америки.

"Уши насекомых являются идеальными шаблонами для снижения затрат на энергию и передачу данных, уменьшения размера датчиков и устранения обработки данных", - сказал Рейд.

Команда Рейда черпает вдохновение из ушей насекомых разными способами. На химическом и структурном уровнях исследователи используют технологию 3D-печати для изготовления специальных материалов, имитирующих мембраны насекомых. Эти синтетические мембраны высокочувствительны и эффективны акустическими датчиками. Без 3D-печати традиционным кремниевым микрофонам не хватает гибкости и настройки.

"На изображениях наш микрофон выглядит как любой другой микрофон. Механический элемент - это простая диафрагма, возможно немного необычной эллипсоидной или прямоугольной формы", - сказал Рейд. "Интересные детали происходят на микромасштабе с небольшими вариациями толщины и пористости, и на наномасштабе с вариациями свойств материала, таких как уступчивость и плотность материала".

Больше, чем просто материал, весь процесс сбора данных вдохновлен биологическими системами. В отличие от традиционных микрофонов, собирающих ряд информации, эти микрофоны предназначены для обнаружения определенного сигнала. Этот упрощенный процесс похож на то, как нервные окончания выявляют и передают сигналы. Специализация датчика позволяет ему быстро распознавать триггеры, не потребляя много энергии и не требуя надзора.

Сенсоры, созданные по биологическому принципу, с их небольшим размером, автономной функцией и низким энергопотреблением идеально подходят для опасных или труднодоступных применений, включая места, встроенные в конструкции или внутри тела человека.

<< Назад: Кошек раздражает игнорирование людьми 09.05.2023

>> Вперед: Наушники Fairphone XL 08.05.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива На орбиту запущен телескоп James Webb 27.12.2021 NASA успешно запустило телескоп James Webb. Телескоп совместно строили 17 стран, на это ушло 25 лет и 10 млрд долларов. "Уэбб" значительно больше, сложнее и мощнее космического телескопа "Хаббл", изучающего небеса с околоземной орбиты более 30 лет. Еще одна ключевая разница между "Хабблом" и "Уэббом" в том, что старый телескоп был разработан для обслуживания астронавтами, выходящими в открытый космос: его 5 раз ремонтировали и модернизировали в период с 1993 по 2009 годы. Но "Уэбб" будет слишком далеко и люди не смогут к нему добраться. James Webb является новейшей орбитальной инфракрасной обсерваторией, которая заменит телескоп Hubble. Новый телескоп в сто раз более чувствителен к диапазону волн, чем Hubble. Как полагают ученые, аппарату удастся расширить представления человечества о Вселенной, так как он способен раскрыть историю формирования первых звезд и галактик, а также более углубленно изучать черные дыры, темную материю и далекие от Солнечной планеты галактики. Оборудование телескопа способно собирать инфракрасный свет и исследовать его. В частности, огромное зеркало состоит из 18 шестигранников. Его диаметр составляет шесть с половиной метров, а сборная площадь - 25 квадратных метров. При этом аппарат имеет и термический экран, размеры которого составляют 21,1 на 14,6 метра. Экран состоит из пластов, которые будут защищать телескоп от солнечных лучей, чтобы он не перегрелся. На телескопе также установлены: камера ближнего инфракрасного диапазона - будет формировать изображение для обсерватории; прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения - позволит получать данные об удаленных объектах (формирование новых звезд или слабо видимые кометы); спектрограф ближнего инфракрасного диапазона - позволит получать данные о физических и химических свойствах объектов; датчики точного наведения с устройством формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф - позволят получать изображения в высоком качестве, обнаруживать экзопланеты (планеты, которые расположены за пределами Солнечной системы) и определять их характеристики. Начало работы телескопа запланировано на лето 2022 года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026