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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Человеческие эмбрионы созданы искусственно 28.06.2023 Созданные эмбрионы лишены сердечных и мозговых структур, но включают клетки, ответственные за формирование плаценты, желточного мешка и самого эмбриона. Научные эксперты разработали синтетические эмбрионы человека, используя стволовые клетки. Это значительное достижение открывает новые перспективы без использования яйцеклеток и спермы. Исследователи утверждают, что эти модели эмбриональных структур, имитирующие ранние стадии человеческого развития, помогут расширить наши знания о генетических расстройствах и биологических причинах повторных выкидышей. Хотя эти структуры не обладают биением сердца или развитым мозгом, они включают клетки, обычно отвечающие за формирование плаценты, желточного мешка и самого эмбриона. Однако это открытие вызывает значительные этические и юридические вопросы, поскольку эти созданные эмбрионы не подпадают под существующие законы большинства стран мира. В настоящее время не предполагается использование синтетических эмбрионов в клинической практике. Пересадка их в утробу пациентов является незаконной, а также неизвестно, способны ли эти структуры продолжать свое развитие. "Идея заключается в том, что если мы сможем достоверно моделировать нормальное эмбриональное развитие человека с использованием стволовых клеток, мы сможем получить значительное количество информации о начальном стадии нашего развития и возможных нарушениях. При этом мы не будем использовать ранние эмбрионы в качестве объектов исследования", - объяснила профессор Робин Ловелл-Бедж, руководитель отдела биологии стволовых клеток и генетики развития в Институте Френсиса Крика в Лондоне.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026