Хочешь зарядить батарейки — походи…
В будущем человек, гуляя по парку, будет одновременно заряжать батареи, используемые для питания многочисленных гаджетов и приборов.
Американские и канадские ученые создали новое устройство, которое улавливает энергию, выделяемую при движении человека.
Оно подробно описано в журнале Science. Устройство, которое надевается на колено, способно подзарядить сотовый телефон на 30 минут разговоров всего за одну минуту ходьбы.
Этот наколенник может использоваться в протезах, которые становятся все более «умными».
«Все новинки в области протезирования требуют много энергии — в частности, для системы управления движением суставов», — пояснил один из авторов статьи, сотрудник университета в Питтсбурге доктор Дуглас Вебер.
По принципу гибридных машин
Новое устройство вырабатывает энергию аналогично тому, как это делается в тормозных системах гибридных автомобилей типа Toyota Prius.
«Ходьба, то есть чередование трогания с места и остановок, по сути похожа на движение автомобиля», — говорит один из авторов статьи канадский ученый Макс Доунлан.
«При каждом шаге мышцы поочередно ускоряют и замедляют тело. В гибридных машинах используется это же свойство «трогание-остановка», и их тормозные системы позволяют превращать выделяемое при этом тепло в энергию, приводящую в движение генератор. Мы, по сути, применили этот же принцип и к ходьбе», — поясняет он.
По словам ученого, устройство весом в 1,6 кг при медленной ходьбе вырабывает 5 ватт электроэнергии, а при опреденных условиях оно позволяет получить до 13 ватт.
«13 ватт достаточно для того, чтобы после одной минуты ходьбы зарядить сотовый телефон на 30 мин разговоров», — указывает он.
«Улавливание энергии»
Вырабатывающий энергию наколенник — последняя новинка в области так называемого «улавливания энергии».
Ученые, работающие в этой области, пытаются разработать механизмы и устройства, позволяющие улавливать ранее никак не использовавшуюся энергию и превращать ее в полезную.
Идея использования энергии человека не нова. Она нашла применение, например, в самозаводящихся часах.
Иссследовательский центр американского оборонного ведомства Darpa несколько лет работает над проектом по улавливанию энергии от генераторов, встроенных в каблуки солдатских ботинок.
В 2005 году американские ученые продемонстрировали улавливающий энергию рюкзак.
Однако устройства в каблуках ботинок вырабатывают относительно мало энергии, а довольно увесистые рюкзаки нужно все время носить на себе.
«Чтобы получить сколь-нибудь значительное количество энергии, рюкзак должен весить около 38 кг», — сказал Макс Доунлан.
Тесты показали, что солдат с рюкзаком, идущий быстрый шагом, может вырабатывать примерно 7,4 ватт энергии. Как указывает ученый, это почти столько же, сколько дает новый наколенник.
Пользователи
Ученые считают, что у нового устройства большое будущее. «На мой взгляд, им смогут пользоваться прежде всего люди, которые зависят от переносных источников питания. Например, люди с ампутированными конечностями, которые должны подзаряжать свои электронные протезы», — сказал Доунлан.
Правда, как считает сотрудник университета Мичигана Арт Куо, новое устройство нельзя будет просто прикрепить к протезу и нужно будет разработать новый протез колена, который бы работал на этих принципах.
Новый прибор смогут использовать и люди после инсульта или с травмами позвоночника, которые носят на себе сложный механизм, помогающий им двигаться.
Военнослужащие с помощью динамо-наколенника смогут заряжать, например, приборы ночного видения и системы навигации.
«Для военных батареи так же важны, как еда и питье — без них никак не обойтись», — говорит Макс Доунлан.
Он полагает, что в будущем можно будет создать небольшое устройство, которое будет под кожей крепиться к суставу. Однако пока все усилия будут сосредоточены на том, чтобы сделать динамо-наколенник меньше и легче.
Comments 0