Yazılar

Bir Akıllı Telefona Sığabilecek Küçük Yeni Sensör – Görünmezi Görünür Hale Getiriyor

Bir akıllı telefona sığabilecek minyatürleştirilmiş yakın kızılötesi sensör, süt ve plastiğin kimyasal içeriğini analiz edebilir.

Bir TU/e ​​araştırma grubu, yapımı kolay, boyutu akıllı telefonlardaki sensörlerle karşılaştırılabilir ve endüstriyel süreç izleme ve tarımda hemen kullanıma hazır yeni bir yakın kızılötesi sensör geliştirdi. Bu buluş Nature Communications’da henüz yayınlandı .

İnsan gözü harika bir sensördür. Göz, görünür ışığı farklı renkler için sinyallere dönüştüren üç farklı tipte fotoreseptör koni hücresi kullanarak çevremizdeki dünya hakkında önemli bilgiler verir.

“Beynimiz sinyalleri bir araya getirdiğinde, deneyimlerimize dayanarak sinyallerin ne anlama geldiğine dair bir tahminde bulunur. Örneğin, kırmızı bir çilek tatlıdır, ancak yeşil olan değildir”, diye açıklıyor Uygulamalı Fizik Bölümü Fotonik ve Yarı İletken Nanofizik grubunda doktora araştırmacısı ve çalışmanın ilk yazarlarından Kaylee Hakkel.

İnsan gözü etkileyici olsa da, piyasadaki en gelişmiş doğal ışık sensörü olmaktan çok uzak. Hakkel, “Mantis karidesinin gözleri ultraviyole ışığa, görünür ve yakın kızılötesi (NIR) ışığa duyarlı 16 farklı hücre tipine sahiptir” diyor. “Ve kızılötesinde spektrumu ölçmek, endüstri ve tarımdaki uygulamalar için en ilginç olanıdır, ancak önemli bir sorun var – mevcut yakın kızılötesi spektrometreler çok büyük ve pahalı.”

Hakkel ve işbirlikçileri, küçük bir çipe uyan bir yakın-kızılötesi sensör geliştirerek bu sorunu çözdüler. Ve tıpkı Mantis karidesinin gözü gibi, 16 farklı sensörü var – ama hepsi yakın kızılötesinde hassas. “Maliyetleri düşük tutarken sensörlerin minyatürleştirilmesi büyük bir zorluktu. Bu nedenle, bunu başarmak için yeni bir gofret ölçekli üretim süreci tasarladık.”

Hakkel, “Aynı anda birden fazla sensör üretebildiğimiz için düşük maliyetli ve şu anda gerçek dünyadaki pratik uygulamalarda kullanıma hazır,” diye ekliyor. “Sensör çipi küçük ve gelecekteki akıllı telefonlara bile yerleştirilebilir.”

Uygulamalı Fizik Bölümü ve Eindhoven Hendrik Casimir Enstitüsü’nden araştırma lideri Andrea Fiore, araştırma ekibinin çalışmasından memnun. “Bu teknolojiyi birkaç yıldır araştırıyoruz . Ve şimdi spektral sensörleri bir çip üzerinde başarılı bir şekilde entegre ederken, aynı zamanda başka bir önemli sorunla da uğraştık – verilerin verimli kullanımı”

Normalde, bir sensör ışığı ölçtüğünde, üretilen sinyal, malzeme için optik spektrumu – veya optik parmak izini – yeniden oluşturmak için kullanılır. Algılama algoritmaları daha sonra verileri analiz etmek için kullanılır.

Bu yeni yaklaşımda araştırmacılar, spektral yeniden yapılandırma adımına gerek olmadığını gösteriyor. Başka bir deyişle, sensörler tarafından üretilen sinyaller doğrudan analiz algoritmalarına gönderilebilir. Fiore, “Bu, cihazın tasarım gereksinimlerini önemli ölçüde basitleştiriyor” diyor.

Süt ve plastiklerin analizi
Ellerinde sensörle birlikte, araştırmacılar, aynı zamanda başlangıç ​​​​şirketi MantiSpectra’da çalışan ilk yazar Maurangelo Petruzzella tarafından açıklandığı gibi, sensörü bir dizi deneyde test etti. “Süt de dahil olmak üzere birçok malzemenin besin özelliklerini ölçmek için sensörü kullandık. Sensörümüz, geleneksel spektrometreler gibi sütteki yağ içeriğinin tahmininde karşılaştırılabilir doğruluk sağladı. Ardından, farklı plastik türlerini sınıflandırmak için sensörü kullandık.”

Sütün besleyici özellikleri, ekonomik değerini belirler ve sensörün bu özellikleri doğru bir şekilde ölçtüğü kanıtlanmıştır. Ek olarak, bu ölçümler ineğin genel sağlığını izlemek için kullanılabilir. Sensör kullanılarak plastik türlerinin sınıflandırılması, atık ayırma süreçlerinin optimize edilmesine yardımcı olabilir.

“Bu uygulamaların yanı sıra, sensörün kişiselleştirilmiş sağlık bakımı, hassas tarım (örneğin meyve ve sebzelerin olgunluğunu izleme), süreç kontrolü ve çip üzerinde laboratuvar testi için kullanılabileceğini tahmin ediyoruz. Artık, şirketlerin ve araştırma enstitülerinin uygulamalarını oluşturmak için kullandıkları SpectraPod™ adlı bu teknolojiye dayalı eksiksiz bir geliştirme kitimiz var. Ve harika olan şu ki, bu sensörün geleceğin akıllı telefonlarında bile yaygın olması, insanların onu evde yiyeceklerinin kalitesini veya sağlık durumlarını kontrol etmek için kullanabilecekleri anlamına geliyor,” diye ekliyor Petruzzella.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu