یک همکاری بینالمللی برجسته به رهبری دانشگاه نیوکاسل، کارآمدترین سیستم یکپارچه جمعآوری و ذخیره نور جهان را برای تأمین انرژی هوش مصنوعی خودکار (AI) در لبه اینترنت اشیا (IoT) توسعه داده است.
این فناوری که در مجله Energy & Environmental Science منتشر شده است، پیشگام یک پلتفرم بدون باتری و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری برای نسل بعدی حسگرها و دستگاههای هوشمند است - که نشاندهنده یک تغییر تحولآفرین به سمت زیرساختهای پایدار و هوشمند است.
در قلب این موفقیت، یک خازن نوری نوآورانه سهپایانه قرار دارد - دستگاهی که یک فتوولتائیک ترکیبی با راندمان بالا، یک ابرخازن مهندسیشده مولکولی و غشاهای کیتوزان سازگار با محیطزیست مشتقشده از قارچ را در یک سیستم یکپارچه ادغام میکند.
این واحد فشرده به ولتاژ فوتوشارژ رکورد 0.9 ولت و راندمان شارژ کلی 18٪ در نور معمولی داخلی دست مییابد و عملکرد مداوم و بدون باتری شبکههای اینترنت اشیا و هوش مصنوعی لبه را امکانپذیر میسازد. در آزمایشهای دنیای واقعی، این پلتفرم وظایف تشخیص تصویر را با دقت 93٪ تنها با 0.8 میلیژول در هر استنتاج، انجام داد و از ماژولهای سیلیکونی تجاری با ضریب 3.5 در توان عملیاتی پیشی گرفت.
پروفسور مارینا فریتگ، رئیس انرژی، عضو تحقیقات دانشگاه رویال سوسایتی، دانشگاه نیوکاسل، که در طراحی و رهبری این پروژه همکاری داشت، گفت: "این ایده نزدیک به یک دهه است که در حال شکلگیری است و همه چیز را از مهندسی مولکولی بنیادی گرفته تا کاربردهای هوش مصنوعی لبه در دنیای واقعی گرد هم میآورد."
وی افزود: "من بسیار خوشحالم که سرانجام تحقق آن را میبینم - نه فقط به عنوان یک کنجکاوی آکادمیک، بلکه به عنوان یک سیستم کاملاً یکپارچه و کاربردی. این ثابت میکند که تنها از طریق همکاری بینالمللی عمیق میتوانیم چالشهای چندوجهی فناوری پایدار و هوشمند را حل کنیم."
آیندهای پایدار برای میلیاردها دستگاه
با پیشبینی بیش از 30 میلیارد دستگاه اینترنت اشیا تا سال 2030، چالش تأمین انرژی سیستمهای هوشمند بیسیم و فراگیر - بدون باتریهای سمی یا اتصال به شبکه - یکی از مسائل تعیینکننده در فناوری و پایداری است.
این کار یک راهحل عملی و با کارایی بالا برای محیطهای داخلی نشان میدهد و راه را برای زیرساختهای خودگردان انرژی و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در خانهها، بیمارستانها، کارخانهها و شهرها هموار میکند. این به طور مستقیم به هدف توسعه پایدار سازمان ملل متحد 7 برای انرژی مقرون به صرفه و پاک پاسخ میدهد و میتواند به کاهش اثرات زیستمحیطی میلیاردها باتری یکبار مصرف در سال کمک کند.
ایجاد بنیان برای جوامع هوشمند و پایدار
پیامدهای آن بسیار فراتر از آزمایشگاه است. این فناوری یک تغییردهنده بازی برای شهرهای هوشمند، مراقبتهای بهداشتی، اتوماسیون صنعتی و پایش محیطی است - امکانپذیر کردن شبکههای حسگرها و دستگاههای لبه که به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند و حداقل اثرات زیستمحیطی را دارند. با متحد کردن مهندسی مولکولی، مواد زیست تخریبپذیر، شبیهسازی پیشرفته و ادغام هوش مصنوعی در دنیای واقعی، این تیم یک معیار جدید برای آنچه ممکن است زمانی که علم و همکاری مرز نمیشناسند، تعیین کرده است.
پروفسور فریتگ میافزاید: "همکاری تنها راه برای مقابله با مشکلات چندوجهی فناوری فردا است. موفقیت مشترک ما فقط یک موفقیت علمی نیست - بلکه یک الگو برای چگونگی ارائه نوآوریهایی است که جامعه به آن نیاز دارد توسط تیمهای جهانی و میانرشتهای است."
اطلاعات بیشتر:
Natalie Flores Diaz et al, Unlocking High-Performance Photocapacitors for Edge Computing in Low-Light Environments, Energy & Environmental Science (2025). DOI: 10.1039/D5EE01052G
اطلاعات مجله: Energy & Environmental Science
ارائه شده توسط دانشگاه نیوکاسل
نحوه استناد: استاندارد جدید توسعه یافته برای دستگاههای اینترنت اشیا بدون باتری و مجهز به هوش مصنوعی (2025، 28 آوریل) بازیابی شده در 28 آوریل 2025 از https://techxplore.com/news/2025-04-standard-battery-free-ai-enabled.html