جهاز مرن يستمد طاقته من حرارة الجسم

الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
TT

جهاز مرن يستمد طاقته من حرارة الجسم

الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)
الجهاز الجديد مرن ويستخدم حرارة الجسم لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة (جامعة واشنطن)

في تطور تكنولوجي جديد، تمكن باحثون أميركيون، من تطوير جهاز مرن وقابل للارتداء يمكنه تحويل حرارة الجسم إلى طاقة كهربائية لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة مثل البطاريات أو المصابيح المضيئة (LED).

وأوضح الباحثون، بجامعة واشنطن أن هذا الجهاز يُعد ابتكاراً مثيراً، حيث يعمل فور وضعه على الجلد لإضاءة مصباح (LED) باستخدام حرارة الجسم فقط، ونشرت النتائج، الثلاثاء، في دورية «Advanced Materials».

ووفق الفريق، فإن أحد عيوب أجهزة تتبع اللياقة البدنية والأجهزة القابلة للارتداء الأخرى هو انتهاء عمر البطاريات بمرور الوقت، لكن ماذا لو تمكنا في المستقبل من استخدام حرارة الجسم لتزويد هذه التكنولوجيا بالطاقة؟

تقليدياً، تكون الأجهزة التي تستخدم الحرارة لتوليد الكهرباء صلبة وهشة، لكن فريق البحث ابتكر جهازاً شديد المرونة والنعومة بحيث يتكيف مع شكل ذراع الشخص.

وصُمم هذا الجهاز من الصفر. وبدأ الباحثون بالتصميمات لتحديد أفضل مجموعة من المواد والهياكل، ثم قاموا بإنشاء معظم المكونات في المختبر.

ووفق الفريق، فإن الجهاز يتميز بقدرته على الاستمرار في العمل حتى بعد تعرضه للثقب عدة مرات أو تمديده لآلاف المرات، مما يجعله مرناً وقوياً للغاية.

ويتكون الجهاز من ثلاث طبقات رئيسية، هي طبقة مركزية تحتوي على أشباه موصلات حرارية تحول الحرارة إلى كهرباء، وهذه الطبقة محاطة بمواد مركبة مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد لتعزيز كفاءة تحويل الطاقة وتقليل الوزن. ولإعطائه مرونة بعد التمدد، تم استخدام معادن سائلة موصلة لتوصيل أشباه الموصلات.

ويؤكد الفريق البحثي أن هذا الجهاز يمكن أن يستخدم في العديد من التطبيقات الأخرى بجانب الأجهزة القابلة للارتداء. على سبيل المثال، يمكن تثبيته على الأجهزة الإلكترونية التي ترتفع حرارتها في أثناء العمل، مثل خوادم مراكز البيانات، لاستخدام الحرارة المهدرة في تشغيل مستشعرات لمراقبة درجة الحرارة والرطوبة، مما يساعد في تقليل استهلاك الطاقة.

وقال الباحثون إن الجهاز يعتمد على تقنيات جديدة تتيح له تحويل حرارة الجسم مباشرة إلى طاقة كهربائية، وهو إنجاز لم يكن ممكناً من قبل باستخدام الأجهزة التقليدية.

وأضافوا أنه يمكن استخدام هذا الجهاز لتسخين أو تبريد الأسطح، ما قد يفتح الباب لاستخدامه في تقنيات الواقع الافتراضي وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء لخلق أحاسيس حارة وباردة على الجلد، أو تحسين الراحة العامة للمستخدمين الذين يستخدمون هذه الأجهزة.


مقالات ذات صلة

شوكولاتة صحية وأكثر استدامة... اختراع سويسري جديد

يوميات الشرق ثمرة الكاكاو من بيكسباي

شوكولاتة صحية وأكثر استدامة... اختراع سويسري جديد

قام باحثون في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ السويسرية، بقيادة العالم كيم ميشرا وفريقه، بتطوير طريقة جديدة لصنع الشوكولاتة باستخدام كامل ثمرة الكاكاو.

«الشرق الأوسط» (زيوريخ)
تكنولوجيا الروبوت أظهر القدرة على تنفيذ الحركات التي تعلَّمها (جامعة كاليفورنيا)

تدريب روبوت على الرقص والتلويح ومصافحة البشر

استطاع مهندسون في جامعة كاليفورنيا الأميركية تدريب روبوت على تعلّم وتنفيذ مجموعة متنوّعة من الحركات التعبيرية للتفاعل مع البشر، بما في ذلك رقصات بسيطة وإيماءات.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
تكنولوجيا يتم تشفير محادثات «iMessage» من المرسل إلى المتلقي مما يوفر مستوى عالياً من الخصوصية للرسائل (شاترستوك)

كيف تغادر محادثة «iMessage» جماعية مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»؟

تصبح مغادرة محادثة «iMessage» جماعية على أجهزة «آيفون» مرهقة مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»، إليك الأسباب وطريقة الخروج.

نسيم رمضان (لندن)
الاقتصاد مبنى جامعة القصيم (الموقع الالكتروني)

جامعة سعودية تحصل على براءة اختراع لروبوت يعمل بالطاقة الكهرومغناطيسية  

حصلت جامعة «القصيم» على وثيقة براءة اختراع من «الهيئة السعودية للملكية الفكرية»، عن ابتكار روبوت متسلسل يمكن تشغيله بالطاقة الكهرومغناطيسية.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
يوميات الشرق روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي جرى تطويرها بالصين في 6 يونيو 2024 (رويترز)

«صنع في الصين»... روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي (صور)

نجح مهندسون بمدينة داليان الساحلية شمال شرقي الصين بمصنع «إكس روبوتس» في تطوير روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي.

كوثر وكيل (بكين)

6 نصائح للنوم السريع

الأمور التي نقوم بها في النهار تكاد تكون بالأهمية نفسها لما نقوم به عندما نذهب إلى الفراش (رويترز)
الأمور التي نقوم بها في النهار تكاد تكون بالأهمية نفسها لما نقوم به عندما نذهب إلى الفراش (رويترز)
TT

6 نصائح للنوم السريع

الأمور التي نقوم بها في النهار تكاد تكون بالأهمية نفسها لما نقوم به عندما نذهب إلى الفراش (رويترز)
الأمور التي نقوم بها في النهار تكاد تكون بالأهمية نفسها لما نقوم به عندما نذهب إلى الفراش (رويترز)

قال السياسي والعالم بنجامين فرانكلين ذات مرة: «الذهاب إلى الفراش في وقت مبكر، والاستيقاظ مبكراً، يجعلان الإنسان يتمتع بصحة جيدة وحكمة أفضل»، أو بعبارة أخرى: «النوم هو أقوى معزز للأداء ومانح للصحة»، كما يوضح الدكتور جاي ميدوز، المدير السريري والمؤسس المشارك لـ«مدرسة النوم».

وقد وجد استطلاع رأي حديث أجرته «يوغوف» أنه في حين يهدف 77 في المائة من البريطانيين إلى الحصول على 8 ساعات من النوم، فإن 25 في المائة منهم فقط يتمكنون من الوصول إلى هذا الهدف، وفقاً لصحيفة «التلغراف».

ووسط الأهمية الكبيرة التي تُعطَى للنوم، هل من الممكن النوم بسرعة؟ وما الذي يساعد حقاً؟

يوضح الدكتور ميدوز: «في حين أن القدرة على الدخول إلى السرير والنوم في أقل من 5 دقائق من وقت لآخر، قد تشير إلى صحة نوم جيدة، فإن أخذ 5 دقائق أو أقل باستمرار للنوم قد يكون أيضاً علامة على النعاس المفرط، أو الحرمان من النوم».

ويقول إن متوسط ​​الأشخاص الأصحاء يستغرقون من 15 إلى 20 دقيقة للنوم؛ حيث إن بعض الناس أكثر استعداداً للنوم بسرعة، بسبب عوامل مثل الوراثة، ومدى جودة نومهم، وانخفاض مستويات التوتر، والنشاط البدني المنتظم، والصحة العقلية الجيدة.

يؤكد ميدوز: «النوم وسيلة رائعة وقوية حقاً لتحسين صحتنا. فهو يحسِّن كل شيء، بدءاً من تركيزنا العقلي وتنظيم عواطفنا، إلى إدارة الهرمونات التي تتحكم في شهيتنا، وخفض ضغط الدم».

إذن، كيف تنام بشكل أسرع؟

1-التعرّض للضوء عند الاستيقاظ

عندما يتعلق الأمر بالقدرة على النوم بسرعة، فإن ما نقوم به في النهار يكاد يكون بالأهمية نفسها لما نقوم به عندما نذهب إلى الفراش، كما يقول راسل فوستر، أستاذ علم الأعصاب في جامعة أوكسفورد.

ويوضح: «يجب على معظمنا الحصول على أكبر قدر ممكن من ضوء الصباح الطبيعي، لتحسين فرصنا في النوم في وقت لاحق من اليوم. وقد ثبت أن هذا يحرك الساعة البيولوجية إلى وقت أبكر، مما يساعدك على الشعور بالنعاس عند وقت النوم».

2-لا تغفو بعد الساعة الرابعة مساءً

يشرح البروفسور فوستر بأن القيلولة القصيرة أو القيلولة في وقت مبكر من بعد الظهر، كانت شائعة تاريخياً في جميع أنحاء دول البحر الأبيض المتوسط. ويرجع ذلك إلى حد بعيد للمناخ الدافئ، وميل الناس إلى تناول أكبر وجبة في منتصف النهار. ومع ذلك، في حين أن القيلولة لها فوائدها الصحية، كن حذراً مع النوم أثناء النهار لضمان قدرتك على النوم ليلاً. ويشرح: «أولاً، إذا وجدت نفسك ترغب بانتظام في القيلولة خلال النهار، فمن المحتمل أنك لا تنام بشكل كافٍ في الليل. ومع ذلك، فإن القيلولة العرضية ستحسِّن اليقظة والأداء في فترة ما بعد الظهر، بشرط ألا تزيد عن 20 دقيقة، وليس في غضون 6 ساعات من وقت النوم، وإلا فإنها ستؤخر الوقت الذي تستغرقه لتغفو».

3-لا تمارس الرياضة قبل موعد النوم مباشرة

يقول فوستر إن ممارسة الرياضة مفيدة لقدرتنا على النوم، ولكن مثل القيلولة، يجب أن نمارسها في التوقيت الصحيح. ويتابع: «بالنسبة لمعظمنا، تساعد ممارسة الرياضة على تنظيم دورة النوم/ الاستيقاظ، وتقلل من الأرق. ومع ذلك، فإن ممارسة الرياضة قبل ساعة أو ساعتين من موعد النوم قد تكون مشكلة، من خلال تجاوز الإيقاع اليومي وتأخير النوم».

4-التركيز على الفراش

يعتقد البروفسور فوستر أن حرارة الفراش مهمة عندما يتعلق الأمر بالحصول على نوم جيد ليلاً؛ لكنه يقول إن هناك القليل من الدراسات العلمية التي تدعم ذلك. ويضيف: «تشير الأبحاث إلى أن الفراش الجيد والمناسب يمكن أن يخفض درجة حرارة الجسم الأساسية، ويمكن أن يقلل هذا من الوقت الذي تستغرقه للدخول في النوم، ويزيد من النوم العميق ذي الموجة البطيئة».

5-الالتزام بالروتين

تزدهر إيقاعاتنا اليومية بالروتين، لذا حاول الاستيقاظ والذهاب إلى السرير في الوقت نفسه كل يوم، مما يجعل الاستيقاظ والنوم أسهل.

يفيد فوستر: «هناك حاجة إلى مزيد من البحث، ولكن من المعروف أن الزيوت المريحة، مثل اللافندر، تعمل أيضاً على تحسين النوم، وقد تكون جزءاً مفيداً من روتين وقت النوم. الحمام الدافئ هو أيضاً جزء جيد آخر من روتين (التحضير للنوم)؛ لأنه يدفئ الجلد، مما يزيد من تدفق الدم؛ حيث تظهر بعض الدراسات أن ذلك يمكن أن يقلل من الوقت الذي تستغرقه لتغفو».

وأخيراً، يؤكد أنه يجب عليك أن تجعل غرفة نومك ملاذاً للنوم: «يجب أن تحتوي غرفة نومك على الحد الأدنى من عوامل التشتيت، وأن تكون هادئة ومظلمة، لذا حاول ألا تعمل فيها خلال النهار».

6-اليقظة الذهنية لتقليل التوتر

يقول البروفسور فوستر: «تقنيات اليقظة الذهنية يمكن أن تساعد في التعامل مع التوتر خلال النهار، والذي يعد من العوامل التي تسبب اضطراب النوم بشكل كبير».

في عام 2015، وجدت دراسة نُشرت في مجلة «JAMA Internal Medicine» أن أولئك الذين مارسوا اليقظة الذهنية قبل النوم ناموا بشكل أفضل. ويعتقد الباحثون أن ذلك يرجع إلى تهدئة الجهاز العصبي وتقليل القلق، مما يساعد على الاسترخاء.

يوضح فوستر: «معظم الناس لا يعانون من مشكلة في النوم؛ بل يعانون من مشكلة القلق. وقد تشمل اليقظة الذهنية أي سلوك يجعلك تسترخي قبل النوم؛ سواء كان ذلك القراءة أو بعض تمارين التنفس. لا يجب أن تكون اليقظة الذهنية ممارسة محددة، أو تستغرق قدراً معيناً من الوقت».

واليقظة الذهنية هي أن نكون حاضرين مع أفكارنا في الوقت الحالي، وهو عكس ما يفعله كثير منا قبل النوم من التفكير في الماضي أو التكهن بالمستقبل.

وينصح فوستر أيضاً بعدم استخدام الأجهزة الإلكترونية قبل النوم، ولكن ليس بسبب الضوء، ويتابع: «بل بسبب الأشياء التي قد تراها والتي قد تسبب لك التوتر. لهذا السبب توقفت عن متابعة الأخبار على هاتفي قبل النوم. حتى رسالة بريد إلكتروني من مديرك في العمل يمكن أن تجعلك متوتراً للغاية قبل النوم، لذا تجنب الأجهزة الإلكترونية».