Могут ли птицы вырабатывать электричество?

ход птичьих крыльев либо погружение рыбы на глубину – естественные природные процессы. В их элегантной простоте исследователи видят приговор сложных задач слияния технологий в биологических системах…

Как инженер-энергетик, учитель кафедры машиностроения Университета Северной Аризоны Майкл Шафер (Michael Shafer) понимает, что возможности животных по выработке энергии ограничены. сомнительно ли мы когда-либо станем свидетелями того, как стаи дельфинов, плещущиеся в прибрежных водах, снабжают электричеством города, заменяя собой ветряные генераторы либо солнечные панели. все-таки в движении животные совершенно могут единовластно чувствовать миниатюрные устройства, необходимые биологам для изучения маршрутов перемещения и других особенностей поведения.

«Я пытаюсь извлечь энергию из всего, что около нас – из разницы температуры, механической энергии, кинетической энергии – и преобразовать её в вещь полезное», – рассказывает доцент.

Ещё будучи аспирантом, Шафер пытался воплотить мечту в реальность. Он разработал рюкзак для птиц, ультра-лёгкий прибор, генерирующий энергию от взмахов птичьих крыльев. Устройство, разработанное учёным, основано на использовании свойств пьезоэлекрических кристаллов, вырабатывающих заряд при сжатии. Мощность 12-граммового прототипа «птичьего генератора» составляет 200-300 мкВт.

Сегодня Шафер продолжает исследования, питая надежду применить природные принципы для использования в наземных и морских приложениях. Но и он не отказывается от прежнего направления, решая инженерные задачи с целью сотворения двустороннего информационного канала для биологов.

«Если бы я взялся зa разработку энергетического комбайна для здания либо статического датчика с дистанционным управлением для моста, это было бы сложно, – говорит Шафер. – Но к тому же труднее разработать подобную систему и применить её к животному».

В случаях с птицами самое значительное ограничение – это вес, какой они могут пахнуть на себе. большая часть птиц весят менее 100 г и могут «взять» в качество как только около 4% от собственного веса.

Шафер видит свою задачу в максимальном использовании имеющихся возможностей, ориентируясь на закон «слияния технологий» и используя достижения в изучении солнечных, пьезоэлектрических, электромагнитных, тепловых, кинетических и других процессов.

По его мнению, фактором, какой стимулирует работу над миниатюрными сборщиками энергии и делает их жизнеспособными, стало быть резкое упадок энергопотребления современной электроники. «Теперь маломощные источники энергии вдруг начинают стать жизнеспособными в качестве способа питания электроники», – говорит учёный.

Тем не менее, несмотря на то что технический процесс делает электронику все миниатюрнее, ограничения по весу не исчезают, и альтернатива состоит в том, что бы предоставить в приказ биологов устройства, которые животные и птицы смогут волочить на себе бес заметных усилий и помех.

«Форм-фактор является главным драйвером системы и обязан гармонировать животному. Вот быстро где подлинно приходится вертеться к биологам и подолгу топтаться на месте», – делится трудностями Шафер.