محققان میکروفون هایی را با الهام از گوش حشرات چاپ می کنند

محققان در حال توسعه میکروفون های کوچک چاپ سه بعدی با الهام از گوش حشرات هستند که می تواند جهت صدا را به دقت تعیین کند. در حال حاضر، تجهیزات حجیم و پر انرژی برای جهت دهی صدا مورد نیاز است، اما گوش حشرات دارای بافت نازکی به نام تیمپانوم است، شبیه پرده گوش انسان، که امواج صوتی را به سیگنال های عصبی تبدیل می کند.

علیرغم اندازه کوچکشان، حشرات می توانند به شاهکارهای شنوایی چشمگیر دست یابند که از قابلیت های دستگاه های بزرگتر فراتر می رود. به عنوان مثال، سیستم بومرنگ سوار بر وسیله نقلیه از Raytheon، که برای تعیین جهت شلیک گلوله استفاده می شود، بر روی یک آرایه میکروفون که تقریباً نیم متر عرض دارد، متکی است. در مقابل، پروانه شبانه Achroia grisella همچنین می تواند جهت صداها را تشخیص دهد و این کار را تنها با تمپانوم به اندازه حدود نیم میلی متر عرض انجام می دهد. اعتقاد بر این است که پروانه این مهارت را برای تشخیص خفاش های درنده و تماس های جفت گیری اولتراسونیک توسعه داده است.

با مطالعه ساختار حشرات، دانشمندان تلاش کردند تا آنها را با استفاده از سیستم‌های میکروالکترومکانیکی سیلیکونی (MEMS) تکرار کنند، اما این دستگاه‌ها فاقد انعطاف‌پذیری و تغییرات ساختاری سه بعدی گوش‌های واقعی حشرات بودند.

برای غلبه بر این مشکل، محققان دانشگاه Strathclyde به چاپ سه بعدی روی آوردند تا گوش حشرات را با دقت بیشتری تقلید کنند. آنها از غشاهای هیدروژل انعطاف پذیر با مواد پیزوالکتریک استفاده کردند و آنها را متخلخل ساختند تا عملکرد را افزایش دهند. تغییرات میکروسکوپی در ضخامت، تخلخل، چگالی، و انعطاف پذیری به غشاهای مصنوعی اجازه می دهد تا به عنوان حسگرهای صوتی حساس و کارآمد عمل کنند.

این میکروفون‌های الهام‌گرفته از حشرات می‌توانند در تشخیص صدای کم‌مصرف و کاشت حلزون کاربرد داشته باشند و تشخیص سیگنال سریع‌تر و کاهش تاخیر را ارائه دهند. تحقیقات بیشتری برای درک کامل چگونگی دستیابی گوش حشرات به توانایی های شنوایی قابل توجه و بهینه سازی طراحی این میکروفون های مینیاتوری مورد نیاز است.

بیایید و نظرات خود را در فیس بوک به ما بگویید، توییترو صفحات لینکدین، و فراموش نکنید که در خبرنامه هفتگی تولید مواد افزودنی ما ثبت نام کنید تا آخرین داستان ها را مستقیماً در صندوق ورودی خود دریافت کنید.