به نقل از «خبرگزاری دانشجو»

طیف‌سنج‌های مینیاتوری در راه هستند!

تاریخ انتشار: ۴ آبان ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۲۷۰۶۸۸

یک تیم بین‌المللی از محققان، از جمله دانشگاه کمبریج، طیف‌سنج کوچکی طراحی کرده‌اند که تمام رکورد‌های وضوح فعلی را می‌شکند و این کار را در بسته‌ای بسیار کوچکتر به لطف برنامه‌های محاسباتی و هوش مصنوعی انجام می‌دهد.

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک تیم بین‌المللی از محققان، از جمله دانشگاه کمبریج، طیف‌سنج کوچکی طراحی کرده‌اند که تمام رکورد‌های وضوح فعلی را می‌شکند و این کار را در بسته‌ای بسیار کوچکتر به لطف برنامه‌های محاسباتی و هوش مصنوعی انجام می‌دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

ما هر روز نور و رنگ‌ها را در اطراف خود می‌بینیم. با این حال، برای تجزیه و تحلیل اطلاعاتی که حمل می‌کند، باید نور را با استفاده از طیف‌سنج‌ها در آزمایشگاه تجزیه و تحلیل کنیم. این دستگاه‌ها تغییرات و سیگنال‌هایی را تشخیص می‌دهند که چشم ما متوجه آن‌ها نمی‌شود.

این دستگاه کوچک‌سازی شده جدید می‌توانند در طیف وسیعی از بخش‌ها، از بررسی کیفیت غذا گرفته تا تجزیه و تحلیل نور ستارگان یا تشخیص سرنخ‌های ضعیف از حیات در فضا، مورد استفاده قرار گیرند. نتایج این پروژه در مجله Science منتشر شده است.

به طور رایج، طیف‌سنج‌ها برای فیلتر کردن و پراکنده کردن نور به اجزای حجیم متکی هستند. رویکرد‌های مدرن این مؤلفه‌ها را برای کاهش ردپا‌ها ساده می‌کنند، اما همچنان از وضوح و پهنای باند محدود رنج می‌رند. علاوه بر این، طیف‌سنج‌های فعلی سنگین هستند و فضای زیادی را اشغال می‌کنند، که کاربرد آن‌ها را در دستگاه‌های قابل حمل و همراه محدود می‌کند.

برای مقابله با این مشکلات و کوچک کردن اندازه سیستم، محققان مواد لایه‌ای را با الگوریتم‌های هوش مصنوعی جفت کرده‌اند. نتیجه طیف‌سنجی شد که هزاران بار کوچکتر از سیستم‌های تجاری فعلی است. در عین حال، عملکردی قابل مقایسه با سیستم‌های رومیزی ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر، این طیف‌سنج‌های جدید جایگزین‌های قابل حملی را برای کشف اطلاعات نامرئی، حتی بدون رفتن به آزمایشگاه، فراهم می‌کنند.

دکتر هون هان یون از دانشگاه آلتو فنلاند و اولین نویسنده این مقاله گفت: «ما نیاز به آرایه‌های آشکارساز، اجزای پراکنده‌کننده و فیلتر‌ها را حذف می‌کنیم. این دستگاه کوچک و همه کاره است که می‌تواند این حوزه را متحول کند. انتظار می‌رود این فناوری طیف‌سنج روی تراشه عملکرد بالا و قابلیت استفاده جدیدی را در سراسر علم و صنعت ارائه دهد.»

این آشکارساز از ساختار‌های ناهمسان واندروالس استفاده می‌کند، یک ساندویچ از مواد مختلف از جمله گرافن، دی سولفید مولیبدن و دیزلنید تنگستن است. ترکیبات مختلف اجزای مواد، تشخیص نور را فراتر از طیف مرئی، تا ناحیه نزدیک به فروسرخ امکان پذیر می‌کند. این بدان معناست که این طیف‌سنج فراتر از رنگ را تشخیص می‌دهد و کاربرد‌هایی مانند آنالیز شیمیایی و دید در شب را ممکن می‌سازد.

یون گفت: «ما طیف پیوسته‌ای از نور را شناسایی می‌کنیم و دنیایی از امکانات را در بازار‌های بی‌شماری باز می‌کنیم. کاوش در سایر ترکیبات مواد می‌تواند عملکرد‌های بیشتری از جمله تشخیص فراطیفی گسترده‌تر و وضوح بهبود یافته را آشکار کند.»

هوش مصنوعی یکی از جنبه‌های کلیدی این دستگاه‌ها است که معمولاً طیف‌سنج‌های محاسباتی نامیده می‌شوند. این فناوری افزایش نویز ذاتی را جبران می‌کند که به طور اجتناب ناپذیر زمانی رخ می‌دهد که بخشی از نوری به طور کامل حذف شود.

پروفسور ژیپی سان، از دانشگاه آلتو و عضو سابق دپارتمان مهندسی کمبریج، گفت: «ما توانستیم از الگوریتم‌های ریاضی برای بازسازی موفقیت‌آمیز سیگنال‌ها و طیف‌ها استفاده کنیم، این یک جهش فناورانه عمیق و دگرگون‌کننده است. طراحی فعلی فقط یک اثبات مفهوم است. الگوریتم‌های پیشرفته‌تر و همچنین ترکیب‌های مختلف مواد، به زودی می‌توانند طیف‌سنج‌های کوچک‌تر بهتری را ارائه دهند.»

طیف سنج‌ها برای تشخیص سم در مواد غذایی و لوازم آرایشی، تصویربرداری سرطان، و در فضاپیما‌ها از جمله تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده می‌شود. به لطف توسعه و پیشرفت فناوری‌هایی مانند اینترنت اشیا به زودی رایج‌تر خواهند شد.

این فناوری به دلیل سازگاری با فرآیند‌های صنعتی به خوبی تثبیت شده، دارای پتانسیل عظیمی برای مقیاس پذیری و یکپارچگی است. این فناوری می‌تواند آینده‌ای را برای نسل بعدی دوربین‌های گوشی‌های هوشمند، باز کند.

منبع: خبرگزاری دانشجو

کلیدواژه: طیف سنج برنامه های محاسباتی مینیاتوری طیف سنج هوش مصنوعی طیف سنج ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۲۷۰۶۸۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

چگونه مصرف برق یخچال فریزر را کاهش دهیم؟

میزان مصرف برق یخچال فریزر‌های خانگی در طول یک شبانه‌روز بسته به نوع تکنولوژی ساخت و کارخانه سازنده آن از ۱.۸ تا سه کیلووات ساعت متغیر است. اگر میانگین مصرف برق یخچال فریزر‌ها را درحدود ۲.۵ کیلووات ساعت در شبانه‌روز در نظر بگیریم، برق مصرفی این دستگاه‌ها به طور متوسط در هر ماه ۷۵ کیلووات ساعت است که با احتساب ۲۱ میلیون دستگاه یخچال فریزر به طور تخمینی در کشور، سالانه ۲۷۵۰۰ گیگاوات ساعت برق توسط این دستگاه‌ها مصرف می‌شود.

در این بین یخچال‌های بدون برچسب یا بازده انرژی پایین (F و G) تقریبا دو برابر یخچال‌های بهینه و بازده انرژی بالا (A و +A) برق مصرف می‌کنند که مصرف‌کنندگان می‌توانند با اجرای راهکار‌ها و رعایت توصیه‌هایی نقش موثری را در کاهش مصرف انرژی این وسائل و در نهایت کاهش هزینه‌های خود ایفا کنند.

مصرف‌کنندگان باید هنگام خرید یخچال فریزری را انتخاب کنند که با توجه به برچسب انرژی دارای بالاترین بازده و کم‌ترین مصرف انرژی باشد. همچنین حجم یخچال فریزر باید با توجه به نیاز و تعداد افراد خانواده انتخاب شود تا از فضای آن به طور کامل استفاده شود. در بسیاری از موارد یک یخچال فریزر ۱۴ فوت می‌تواند نیاز یک خانواده دو تا چهار نفره را برآورده سازد.

علاوه‌براین برفک‌های یخچال و فریزر را به طور منظم آب کنید، زیرا با افزایش قشر برفک، مصرف انرژی بالا می‌رود، با انتخاب یخچال‌های مجهز به سیستم برفک‌زدای اتوماتیک (NoFrost)، مصرف برق بدون دخالت مصرف کننده کاهش می‌یابد.

وقتی یخچال یا فریزر در کنار دستگاه‌های گرمازا مثل اجاق گاز، آبگرم کن، شوفاژ و همچنین زیرنور مستقیم خورشید قرار داشته باشد، مصرف انرژی آن افزایش می‌یابد، لذا اگر مکان مناسب دیگری برای یخچال فریزر در آشپزخانه وجود ندارد، با یک پوشش مناسب (عایق حرارتی) یخچال فریزر را از حرارت و گرما حفظ کنید.

علاوه بر این فضای پشت یخچال و فریزر برای گردش هوا باید حداقل به اندازه ۱۰ سانتی‌متر با دیوار فاصله داشته باشد. ضمنا لازم است لوله‌های پشت یخچال و فریزر حداقل سالی دوبار گردگیری شود. رعایت این موارد سبب انتقال حرارت بهتر بین هوا و لوله‌ها خواهد شد.

پایه‌های یخچال فریزر باید روی یک سطح تراز و صاف قرار گیرد. عدم رعایت این موضوع باعث می‌شود تا در یخچال به طور کامل بسته نشده، در نتیجه هوای سرد یخچال، خارج  و هوای گرم وارد آن شود که باعث افزایش کارکرد یخچال و در نهایت بالا رفتن مصرف برق آن می‌شود.

مواد غذایی پخته شده و داغ را پیش از سرد شدن کامل داخل یخچال فریزر قرار ندهید و از گذاشتن همزمان مقدار زیادی مواد غذایی داخل یخچال و به ویژه فریزر خودداری کنید. این کار فشار زیادی را بر موتور آن واحد خواهد کرد.

از کنار هم چیدن و چسباندن ظروف و مواد غذایی داخل یخچال فریزر پرهیز کنید، چرا که این کار گردش هوا را در داخل یخچال فریزر دچار اختلال کرده و سبب افزایش مصرف برق می‌شود.

برای نگهداری مواد غذایی، پس از گذاشتن آنها داخل کیسه‌های فریزر، درب آنها را به صورتی ببندید که دیگر هوای اضافی در داخل آن وجود نداشته باشد. در ضمن روی هر یک از کیسه‌ها، برچسبی که حاوی مشخصاتی نظیر نام مواد غذایی، نوع آن (سرخ شده، پخته، خام و …) و تاریخ انجماد است را بچسبانید. چنین برچسبی را با اطلاعات کلی‌تر شامل فهرست مواد غذایی داخل هر سبد، کشو، قفسه و یا طبقه نیز تهیه کرده و در محل مناسب بچسبانید. به این ترتیب دستیابی به مواد غذایی مورد نیاز بسیار آسان، سریع و سهل‌الوصول خواهد شد.

از باز و بسته کردن بیهوده درب یخچال یا فریزر پرهیز کنید و سعی کنید در موقع باز کردن درب، مدت طولانی باز نماند. همچنین نوار لاستیکی درب یخچال وفریزر به مرور زمان، انعطاف و کارآیی خود را از دست می‌دهد. توصیه می‌شود که سالی یک بار سالم بودن نوار‌ها کنترل شود تا در صورت کوچک‌ترین نشت هوا، نسبت به تعویض آنها اقدام گردد.

افتادگی درب یخچال یا فریزر به مرور زمان باعث بسته نشدن کامل درب و جدا شدن نوار لاستیکی از درب یخچال می‌شود که باید نسبت به تعویض لولای درب اقدام گردد تا از اتلاف برق به جهت خروج هوای سرد یخچال جلوگیری شود.

از گذاشتن بطری‌های حاوی نوشابه‌های گازدار در قسمت جایخی یخچال‌ها و یا قرار دادن آنها در فریزر جدا خودداری نمایید. این کار باعث می‌شود تا پس از انجماد کامل مایع در داخل بطری، درب بطری باز شود و یا براثر فشار زیاد به بطری، بطری شکسته و مایع آن در داخل فریزر و یا جایخی یخچال پراکنده شود.

عدم رعایت همین موضوع باعث می‌شود تا حداقل زمانی بین ۱۰ تا ۱۵ دقیقه در یخچال فریزر را برای تمیز کردن ناشی از ترکیدن بطری باز بگذاریم که خود باعث اتلاف انرژی زیادی خواهد شد.

از قراردادن انواع قوطی‌های کنسرو، رب گوجه فرنگی، گالن‌ها و بطری‌های حاوی شربت، ترشیجات، شیشه‌های مربا، عسل و … داخل یخچال خودداری کنید. این کار باعث اشغال بی‌مورد فضای یخچال و به طبع آن افزایش مصرف برق دستگاه خواهد شد.

با توجه به این‌که در فصول گرم دلیل باز و بسته شدن زیاد درب یخچال به منظور استفاده از آب خنک است، حتی‌الامکان در هنگام خرید این وسیله، یخچال فریزری را انتخاب کنید که دارای آب سرد کن باشد.

در صورت تمایل و نیاز به خرید یخچال فریزر‌های سایدبای‌ساید حتما دستگاهی را انتخاب کنید که علاوه بر داشتن آب سردکن و یخ‌ساز دارای درب‌های مجزا باشد. همچنین در هنگام خرید به بسته شدن کامل درب‌ها و مرغوبیت و چسبندگی نوار لاستیکی درب یخچال فریزر دقت و توجه کافی داشته باشید.

تنظیم صحیح و به موقع ترموستات یخچال و یا فریزر نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی این وسائل خواهد داشت و به عبارتی تنظیم نادرست و یا عدم توجه به تنظیم به‌موقع ترموستات باعث فاسد شدن و یا یخ‌زدگی مواد غذایی و به طبع آن افزایش مصرف انرژی خواهد شد؛ بنابراین درجه ترموستات فریزر را معمولا روی ۱۸ درجه زیر صفر و درجه ترموستات یخچال را روی چهار درجه بالای صفر تنظیم کنید.

برای شست‌وشوی جداره‌های داخلی یخچال فریزر چه هنگامی که برای اولین بار می‌خواهید از آن استفاده کنید و چه زمانی که قصد تمیز کردن آن را دارید، از مخلوط آب نیم گرم و جوش شیرین (هر لیتر آب یک قاشق جوش شیرین) و یک قطعه اسفنج نرم استفاده کنید و سپس آن را با پارچه‌ای نرم و تمیز خشک کنید.

پس از هربار شست‌وشو برای یکنواخت شدن سرمای داخل یخچال فریزر باید مدتی (از زمان روشن شدن اولیه تا خاموش شدن کمپرسور یخچال) یخچال فریزر خالی بوده و با درب بسته کار کند.

در خصوص برچسب انرژی این محصول نیز باید گفت، برچسب انرژی از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده که هر قسمت نمایانگر اطلاعاتی است که خریداران یخچال فریزر می‌توانند با توجه به این اطلاعات درهنگام خرید، دستگاهی را انتخاب کنند که در مقایسه با سایر مدل‌های مشابه از کارآیی و بازدهی بیشتر و مصرف انرژی کمتری برخوردار باشد.

سه قسمت اولیه این برچسب که در تمامی وسائل انرژی بر خانگی مشترک است به ترتیب نمایانگر علامت تجاری شرکت سازنده، نام شرکت سازنده و مدل دستگاه است. قسمت چهارم آن نیز آرم سازمان ملی استاندارد و قسمت پنجم که مهم‌ترین بخش آن محسوب می‌شود برچسب انرژی است به وسیله (۷) حرف لاتین از +++A تا D و (۷) رنگ سبز تا قرمز مشخص شده و هر یک از حروف و رنگ‌ها معرف درجه‌ای از مصرف انرژی دستگاه است.

حرف A+++ و رنگ سبز پررنگ نشانگر کم‌ترین مصرف انرژی و بیشترین بازدهی و حرف D و رنگ قرمز نشانگر بیشترین مصرف انرژی و کمترین میزان بازدهی دستگاه است. مصرف‌کنندگان می‌توانند در هنگام خرید یخچال فریزر با دقت و توجه به حرف لاتین درج شده و رنگ مشخص شده دراین قسمت از میزان کارآیی و بازدهی و همچنین مصرف انرژی دستگاه اطلاع یابند.

 ردیف‌های بعدی در یخچال فریزر نشانگر میزان مصرف انرژی دستگاه مورد نظر براساس استاندارد ملی تدوین شده براساس کیلووات ساعت در سال، حجم خالص یخچال فریزر براساس آزمون استاندارد، درجه بندی قسمت انجماد و میزان صدای تولید شده توسط یخچال فریزر را نشان می‌دهد.

منبع: ایرنا

باشگاه خبرنگاران جوان وب‌گردی وبگردی