Een zelfaangedreven sensor ontwikkeld aan de Universiteit van Waterloo zou artsen in staat kunnen stellen om op afstand het herstel van chirurgische patiënten te volgen.

De kleine, buisvormig apparaat is ontworpen om na een gewrichtsoperatie aan een beugel te worden bevestigd om draadloos informatie naar computers te sturen, smartphones of smartwatches om het bewegingsbereik en andere indicatoren van verbetering te volgen.

"Die gegevens zouden continu worden verzameld, dus het zou zijn alsof de arts of fysiotherapeut er altijd was, altijd de patiënt observeren, " zei Hassan Askari, een ingenieur-promovendus bij Waterloo.

Dezelfde sensor kan ook op verschillende andere manieren worden gebruikt, ook in de banden van autonome voertuigen om ijzige wegen te detecteren en erop te reageren.

Een prototype gebouwd en getest door de onderzoekers combineert elektromagnetisme en tribo-elektriciteit, een relatief nieuwe techniek voor het oogsten van energie waarbij verschillende materialen worden samengebracht om stroom te produceren.

Wanneer gebogen of gedraaid, het apparaat genereert voldoende elektriciteit voor het detecteren en voeden van elektronische circuits voor verwerking en draadloze signaaloverdracht.

"Het doel was om een ​​sensor te ontwikkelen die werkt zonder dat er een batterij aan vast zit, "zei Askari. "Het is zijn eigen krachtbron."

Dat maakt het apparaat zeer geschikt voor toepassingen die betrouwbaarheid hoog in het vaandel hebben staan ​​en waar het moeilijk of duur zou zijn om versleten batterijen te vervangen.

Askari schatte dat de sensoren - ongeveer zes centimeter lang en één centimeter breed - commercieel zouden kunnen worden vervaardigd voor $ 5 tot $ 10 per stuk.

Onderzoek is er nu op gericht om ze kleiner en gevoeliger te maken met alleen tribo-elektriciteit. Ook wordt er software ontwikkeld om signalen voor de bandentoepassing te verwerken.

Wanneer bevestigd aan de binnenkant van banden, ze konden veranderende wegomstandigheden detecteren en onmiddellijk informatie naar controlesystemen sturen om zelfrijdende voertuigen in staat te stellen aanpassingen te doen.

"Op basis van de krachten, de interactie tussen de weg en de banden, we konden ijs of regen waarnemen, "zei Askari. "Dat is uiterst belangrijke informatie voor autonoom rijden."

Askari werkte bij Waterloo samen met collega Ph.D. student Ehsan Asadi, en technische hoogleraren Amir Khajepour en Mir Behrad Khamesee, evenals doctoraatsstudent Zia Saadatnia en professor Jean Zu aan de Universiteit van Toronto.

Een studie waarin hun werk wordt beschreven, verschijnt in het tijdschrift Sensoren en actuatoren A:Fysiek .