Hiện nay, các cảm biến được sử dụng trên toàn thế giới trong nhiều bối cảnh khác nhau như giám sát các tòa nhà để phát hiện âm thanh nguy hiểm hoặc hỗ trợ người khiếm thính. Tuy nhiên, các cảm biến cần có nguồn điện liên tục nên phải thay pin thường xuyên, dẫn đến sản sinh khối lượng rác thải pin khổng lồ.

Theo dự báo trong một nghiên cứu của Liên Minh châu Âu, đến năm 2025, 78 triệu pin sẽ bị vứt bỏ mỗi ngày. Pin đều được làm từ các vật liệu khó thu gom và được loại bỏ theo cách không bền vững. Giờ đây, các nhà khoa học Thụy Sỹ đã chế tạo được cảm biến cơ học hoàn toàn không cần nguồn điện, giúp ngăn chặn phần nào số lượng pin thải loại.

Johan Robertson tại Viện Kỹ thuật liên bang Thụy Sỹ và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Cảm biến hoạt động hoàn toàn bằng cơ học và chỉ đơn giản là sử dụng năng lượng rung động trong sóng âm”.

Cảm biến phản ứng với một âm thanh cụ thể: một từ hoặc tiếng động nào đó được nói hoặc phát ra. Chỉ có tập hợp sóng âm cụ thể đó mới làm cho cảm biến rung, tạo ra xung điện chuyển mạch trên thiết bị điện tử, cho thấy cảm biến đã được kích hoạt. Hệ thống cơ học thậm chí còn có thể phân biệt giữa các từ như “ba” và “bốn” hoàn toàn bằng năng lượng âm thanh. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tích hợp vào cảm biến những khả năng phức tạp hơn trong tương lai như khả năng phân biệt 12 từ khác nhau, có thể là các lệnh như “bật” và “tắt” có ích trong việc điều khiển máy móc.

Đột phá trong nghiên cứu là tạo ra được “siêu vật liệu” có các đặc tính không phải từ bản thân vật liệu mà từ cấu trúc sắp xếp. Trên thực tế, vật liệu trong cảm biến tương đối đơn giản, được làm hoàn toàn bằng silicone, nên sẽ bền vững hơn.

Cảm biến mới có nhiều ứng dụng. Ví dụ, theo dõi động đất hoặc các tòa nhà để xác định thời điểm tòa nhà bị nứt gây nguy hiểm, phát hiện rò rỉ khí tại các giếng dầu, hay trong thiết bị y tế như để mô cấy ốc tai điện tử không phải thay pin nhiều lần mỗi ngày.

Nguồn: NASATI