پاورپوینت عمران و معماری
کف پوش هوشمند و تولید برق از کف پوش
کفپوش هوشمند ، متریالی جدید ، با کارایی بالا و چند منظوره است ، که علاوه بر داشتن ظاهری زیبا و چشم نواز ، از امکانات متنوع کاربردی بسیار جالبی برخوردار بوده که بعضی از ان ها جنبه تفریحی و سرگرمی نیز دارند . یکی از قابلیت های منحصر به فرد این کفپوش ها ، امکان تولید برق از انهاست ، به این صورت که انرژی حاصل از راه رفتن یا حرکت بر روی کفپوش را ، طی یک فرایندی به انرژی الکتریسیته تبدیل کرده که میتواند برای مثلا روشنایی معابر مورد استفاده قرار بگیرد. در این نوشته با این متریال هوشمند و کاربردهای خیره کننده ان اشنا می شویم.
هوشمند سازی ساختمان‌ها و کنترل بخش‌های مختلف ساختمان با استفاده از اسمارت فون‌ها بخش جدایی ناپذیر زندگی مدرن امروزی به حساب می اید
از این رو ساخت تجهیزات جدید و نوآوری‌های مختلف در این باره محبوبیت زیادی برای سازندگان به همراه خواهد داشت.
یکی از مواردی که سرعت رشد خوبی دارد و هنوز هم جا برای کار دارد، خانه‌ای با کف پوش هوشمند است.
به لطف فن آوری، این محصولات هر روز می‌توانند بیشتر از چیزی که حتی بخاطر آن اختراع نیز شده‌اند به ما یاری رسانند.
از تلفن‌هایی که ایمیل ارسال می‌کنند و به اینترنت و ویدئو چت دسترسی دارند، تا ظروف آشپزخانه‌ای که سریع غذا خوردن را به شما تذکر می‌دهند. و خانه‌ای که به قدری هوشمند باشد که موقعیت مکانی شما را در هر دقیقه از روز تشخیص دهید.
نمونه اولیه کف پوش هوشمند که توسط Baudisch و تیم تحقیقاتیش اختراع شده بود با ضخامت ۲ میلی‌متر در حدود ۲/۵ متر مربع است و ۳۲ سنسور در هر متر مربع دارد که می‌توان آن را بر روی هر نوع زمینی قرار داد تا آزمایشات خاص یک کف پوش هوشمند بر روی آن انجام شود.
به محض متوجه شدن افتادن فرد بر روی زمین سنسورهای این کفپوش فعال، باز می‌شود و سیگنال به صدا در می‌آید. این کف پوش هوشمند همچنین قادر به تشخیص افتادن فرد یا شی است.
این کف پوش با یک غشای انعطاف پذیر با رزولشین بسیار بالا پوشیده شده که قادر به تشخیص هر حرکتی در اثر فشار است.
فشارهای وارده توسط LEDهای مادون قرمز که دور تا دور کف پوش کار گذاشته شده است ضبط می‌شود و به دوربینی که زیر سطح آن کار گذاشته شده است سیگنال‌هایی را ارسال می کند.
تمامی این اطلاعات و داده‌ها توسط نرم افزار آنالیز شده و پس از محاسبه اندازه فشار حقیقی هر شی، پاسخ مناسب آن ارسال می شود.
بعنوان مثال اگر چندین نفر بر روی این کف پوش ایستاده باشند، ممکن است تصویری برای شروع بازی ویدئویی بطور مستقیم بر روی زمین ایجاد شود.
سازندگان معتقدند این کف پوش هوشمند برای سالمندانی که به تنهایی زندگی می‌کنند بسیار مفید است.
کاربرد این کف پوش هوشمند بسیار وسیع خواهد بود، توسط این کف‌پوش‌ها می‌توان اطلاعات دلخواه، لوگو یا متن را به نمایش گذاشت و یا نشان دادن فلش‌هایی، جهت حرکت افراد را مشخص و تعیین نمود.
حتی برای خارج کردن سریع و ایمن مردم در هنگام نیاز و یا هنگام خطر، مثلاً از سالن انتظار یک فرودگاه یا روشنایی یک صحنه تئاتر می‌شود آن را مورد استفاده قرار داد.
شرکت فیلیپس در همکاری مشترک با شرکت سازنده کفپوش Desso ابتکار جالبی را انجام داده است و با ادغام فناوری و تکنیک LED و بافندگی، کف‌پوش‌هایی تولید کرده که از خود نور تولید و متصاعد کرده و علاوه بر این‌ها، می‌شود اشکال دلخواهی را هم روی آن نمایش داد.
تولید برق از کف پوش‌های هوشمند :
محدودیت مهم این فناوری، تولید میزان وات کم انرژی الکتریسیته است و میزان انرژی قابل ذخیره به قدرت راه رفتن افراد بستگی دارد؛ به‌طور میانگین انرژی ذخیره شده از هر گام، معادل تأمین ۳۰ ثانیه نور برای یک لامپ ال‌ای‌دی خیابان میباشد.
محققان این شرکت، راهروهای مدرسه‌ای در کانتربری را به کفپوش هوشمند مجهز نمودند که انرژی حاصل از گام‌های دانش‌آموزان را در خود ذخیره کرده و به انرژی برق تبدیل می‌کند.
انرژی برق تولید شده برای تأمین روشنایی راهروهای مدرسه و شارژ دستگاه‌های الکتریکی کاربرد دارد که کاهش هزینه‌های برق را به همراه دارد
سیستم Pavegen نمونه و مثالی از یک تفکر ساده جهت تولید انرژی پاک به شمار می‌آید که در سطح معابر یا اماکن پر تردد و پر رفت و آمد نصب شده و انرژی ایجاد شده از گام‌ها و قدم‌های عابران را به برق تبدیل می‌کند.
کف پوش‌های این سیستم میان آسفالت خیابان جاسازی شده و انرژی جنبشی هرگونه حرکت از جمله راه رفتن، دویدن یا پریدن عابران پیاده را به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌نماید؛ برق تولید شده به این روش نیز برای روشنایی لامپ‌های خیابان و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می‌شود.
تکنولوژی کفپوش هوشمند چگونه کار می کند؟
کفپوش های هوشمند که راحت تر است بگوییم کاشی، به صورت کاشی های مثلثی شکل و الکترومغناطیسی هستند.
سطح رویی از مواد بازیافتی (لاستیک بازیافتی از چرخ کامیون های قدیمی) ساخته می شود.
طرز کار آنها بسیار ساده است، کاشی ها چرخ های گردانی در زیر خود دارند که زمانی که بر روی آنها راه می روید می چرخند و 7 وات انرژی برق به ازای هر گام تولید می شود.
ساختار مثلثی شکل این کاشی هابه این دلیل است که تمامی کاشی ها بتوانند مولد انرژی باشند، و این به دلیل گوشه های انعطاف پذیر کاشی ها می باشد. برخلاف شکل های مربعی قبلی.
ژنراتورها و مولدهایی در هر گوشه ای وجود دارد.
کاشی های مورد اشاره به راحتی قابل بسته بندی، حمل و نصب و راه اندازی هستند.
برق تولیدی می تواند مستقیماً برای لوازم برقی مورد استفاده یا برای استفاده بعدی ذخیره گردد.
مقایسه کفپوش های هوشمند با سایر تکنولوژی های تجدید پذیر؟
به ازای هر متر مربع در شهرها، فضای کف بیشتری نسبت به فضاهای روی بام ها، جایی که صفحات خورشیدی نصب می شوند وجود دارد.
با نگاه به موضوع از این زاویه، استفاده از کفپوش های هوشمند منطقی به نظر می رسد.
همچنین کفپوش ها به شرایط آب و هوایی وابسته نیستند برخلاف نیروی خورشیدی و بادی. آنها ضد آب هستند، تا عمق 1.5 متری درون آب کار می کنند.
به هر حال، هر کفپوش فقط مقدار کمی انرژی در مقایسه با سایر انرژی های تجدید پذیر می تواند تولید نماید.
تمرکز اصلی در حال حاضر بر روی استفاده از این کفپوش های هوشمند برای برق دار نمودن سیستم روشنایی می باشد.
در حال حاضر در برخی شهرهای انگلیس این کفپوش های هوشمند نصب شده اند و چراغ های ورودی اماکن را روشن می کنند. همچنین برخی از چراغ های خیابانی واشنگتن نیز از همین طریق روشن می شوند.
اگر چه در حال حاضر این کفپوش های هوشمند فضاهای کوچکی را پوشش می دهند ولی در چندین شهر در حال استفاده هستند. احتمالاً این ایده اگر موفقیت آمیز باشد بر روی مقیاس بزرگتری پیاده سازی خواهد شد.
سایر ایده های مرتبط با کفپوش های هوشمند :
یکی از شرکت های فعال در این زمینه امیدوار است تا به ایده “اینترنت اشیاء(IOT)” نیز بپردازد. تحقق این موضوع نیاز به تمرکز زیاد بر چگونگی رصد اطلاعات توسط کفپوش ها دارد که ببینند چقدر انرژی در مکان های مختلف تولید شده است .
جف مارتین، نایب رییس ارشد بخش توسعه iOS در شرکت Apple، نیز برای خلق یک تجربه عمومی و همگانی از تولید انرژی، قصد دارد که این کفپوش های هوشمند را به گوشی های هوشمند برای کمک به مردم در راستای درک بهتر از انرژی و اهمیت آن متصل نماید.
او همچنین امیدوار است که انرژی و برق ایجاد شده از گام ها، تبدیل به یک نوع ارز برای خرید رایگان برخی از اجناس در فروشگاه ها و مراکز خرید در عوض انرژی تولید شده توسط افراد گردد.
آیا مردم به اندازه کافی از ایده فوق استقبال و از طرح باز پرداخت هزینه در قبال تولید انرژی از گام هایشان مشارکت می کنند؟
خیلی سخت است اگر فکر کنید که ارزش آن را دارد، مگر اینکه مقدار زیادی برق از این روش تولید شود که این تکنولوژی هنوز قادر به انجام این کار نیست.
انرژی‌های پاک یا تجدیدپذیر از موضوعات روز علوم مهندسی هستند که شاخه‌های مختلف مهندسی مکانیک را نیز با خود درگیر کرده‌اند.
محققان و دانشمندان دانشگاه‌های مختلف همواره در حال تلاش برای یافتن روشی جدید به منظور تولید انرژی پاک هستند.
کفپوش هوشمند یکی از یافته‌های جدید دانشمندان میباشد که ادعا می‌شود میتواند از قدم‌های افراد انرژی برق تولید کند.
کفپوش هوشمند یکی از موضوعاتی میباشد که مهندسان و فناوران بسیاری در حال کار بر روی آن هستند. به طور نمونه دانشمندان دانشگاه ویسکانزین-مدیسون از جمله کسانی هستند که ادعامی‌کنند با راه رفتن روی کفپوش هایی که ساخته‌اند می‌شود برق تولید کرد.
اگر این یافته‌ها عمومی و کاملا تجاری شود، بی شک از راه‌های خوب برای تولید انرژی پاک خواهد بود. ( کفپوش هوشمند با قابلیت تولید برق )
زودونگ ونگ استادیاری میباشد که سال های زیاد در مورد تولید برق از لرزش تحقیق کرده است. او تحقیقات زیادی پیرامون بهینه سازی تولید انرژی الکتریکی از الکتریسیته ساکن انجام داده است. انرژی الکتریکی تولید شده در این روش، تریبوالکتریسیته یا Triboelectricity نام دارد.
تولید برق از راه رفتن :
تولید انرژی از قدم‌های انسان‌ها، یکی از زمینه‌های تحقیقی گسترده در علوم مهندسی است. محققان زیادی در سرتاسر جهان برای یافتن بهینه‌ترین روش تولید انرژی از این طریق تحقیق می‌کنند.
برخی از آنها پوشاندن لباس و تجهیزات به افراد را به عنوان راه حل معرفی کرده‌اند و برخی دیگر مانند پروفسور ونگ نیز از خود زمین و محل‌های پیاده‌روی برای تولید انرژی پاک استفاده می‌کنند.
از این روش‌های جدید می‌توان در مکان‌های پر رفت و آمد مانند پیاده‌روها، استادیوم‌ها و مجتمع‌های تجاری استفاده کرد.
کفپوش هوشمند برای تولید انرژی، شامل دو بخش اصلی با ضخامت بسیار کم است که راه رفتن افراد بر روی آن، باعث انتقال الکترون بین لایه‌ها و تولید برق می‌شود. برای افزایش بازدهی و تولید انرژی نیز می‌توان از چند لایه از این مواد در کفپوش استفاده کرد.
نصب و راه اندازی کفپوش هوشمند تعاملی به زودی در ۱۰ دانشگاه کشور :
به گزارش روابط عمومی پژوهشگاه تربیت بدنی و علوم ورزشی، دکتر علی شریف نژاد رئیس پژوهشگاه تربیت بدنی و علوم ورزشی، از نصب و راه اندازی ده دستگاه کفپوش هوشمند تعاملی در 10 دانشگاه کشورخبر داد.
وی درمعرفی این محصول اظهار کرد: استفاده از این دستگاه می تواند فضایی نو و رویکرد جدیدی را در بحث فعالیت های ورزشی در دانشگاه ها و مراکز ورزشی بوجود بیاورد که این کار حاصل زحمات و تلاش های یکی از تیم های استارت آپی مرکز ملی نوآوری فناوری های ورزشی ایران تحت نظر پژوهشگاه تربیت بدنی وعلوم ورزشی است.
رئیس پژوهشگاه تربیت بدنی و علوم ورزشی با بیان اینکه تا کنون دستگاه کفپوش هوشمند تعاملی در مرکز کمیته ملی المپیک و ایران مال تهران نصب و راه اندازی شده است افزود: با حمایت های صورت گرفته از سوی سازمان امور دانشجویان تعداد ده دستگاه به زودی در 10 دانشگاه کشور نصب و راه اندازی خواهد شد.
وی ابراز امیدواری کرد با نوآوری های ایجاد شده در این محصول فناورانه حوزه ورزش، شاهد تنوع فعالیت های ورزشی در دانشگاه ها و مراکز ورزشی و استقبال گسترده دانشجویان و ورزشکاران باشیم.
سیستم حاضر با اهداف گوناگون قابل بهره برداری می باشد که از جمله آن می توان به استفاده در گروه های ورزشکاران حرفه ای و آماتور، تندرستی و سلامت عمومی، کودکان و افراد دارای ناتوانی های ذهنی، سالمندان، بازتوانی حسی و حرکتی، سنجش قابلیت های چابکی و سرعت عکس العمل اشاره کرد. تیم استارت آپی پژوهشگاه در حال توسعه قابلیت های عملکردی و بهبود محصول از نظر کیفیت و مقاومت متریال، راحتی نصب و راه اندازی و سایر پارامترهای فیزیکی و عملکردی می باشد.
