مجلة ثقافية منوعة تصدر كل شهرين
سبتمبر – أكتوبر | 2020

ثيرموستات بشري


لم تتغير كثيراً الطريقة التي نُكيِّف بها حرارة مبانينا منذ أن اخترع وارين جونسون منظم الحرارة ثنائي المعدن في عام 1883م. ورغم إدخال عديد من التحسينات المهمة على تقنية “الترموستات” بعد ذلك، إلا أن الطريقة الرئيسة ظلت من خلال التعديلات اليدوية. وبقي استهلاك الطاقة على التدفئة والتبريد داخل البيوت وأماكن العمل هو الأعلى بين كل مجالات استهلاكها. لكن التطورات التكنولوجية الحديثة أتاحت المجال لتطوير طرقٍ ذكيةٍ جديدة للتحكم في درجة الحرارة.
فقد طوَّر باحثون من جامعة ميشيغان نظاماً جديداً للضبط الحراري ترموستات يعتمد على الجسم البشري (Human Embodied Autonomous Thermostat – HEAT)، وهو أفضل في استخدام الطاقة ومريح أكثر للمستخدمين. ونشرت مجلة بيلدينغ أند إنفايرونمنت في يوليو 2020م، تفاصيل دراسة كيفية عمل هذا النظام.

Monty Rakusengetty Images


يستخدم نظام “HEAT” كاميرات حرارية مع مستشعرات العمق لتتبع وجوه الأشخاص الموجودين في المكان وتحديد درجة حرارتهم. وهو يعتمد على واقع أننا عندما نشعر بارتفاع الحرارة، فإن الأوعية الدموية في وجوهنا تتمدَّد لتخرج منها الحرارة الزائدة، وعندما نشعر بالبرد تتقلَّص. ويمكن التقاط هذا التبدل بسهولة بواسطة مصفوفة مستشعر “HEAT”، التي تنقل هذه البيانات إلى نموذج تنبؤي يحتفظ بمعلومات عن التفضيلات الحرارية للناس الذين يرتادون المكان. ثم يقارن مجموعتي البيانات ويضبط درجة حرارة الغرفة عند المستوى المرغوب فيه. ويستطيع النموذج الأولي للمنتج أن يحافظ على درجة حرارة الغرفة بشكل مريح لعشرة أشخاص.
في البداية، يتطلب الأمر إدخال درجات الحرارة المفضَّلة لمستخدمي هذا النظام بواسطة هاتف ذكي. ويمنح النظام المستخدمين ثلاثة خيارات: “ساخن جداً” أو “بارد جداً” أو “مريح”. وبعد وقت قصير، يتعرف النظام إلى درجة الحرارة المفضَّلة للناس، ويبدأ العمل وحده من دون تدخل.
ولا يحتاج هذا النظام إلى كاميرات منفصلة لكل مستخدم، ولا يتطلب من المستخدمين ارتداء أجهزة من أي نوع، مما يجعله أكفأ وأجدى وأريح. كما أن هذه الكاميرات لا تنتهك خصوصية الأفراد إذ هي لا تحدِّد هويتهم، بل تجمع البيانات الحرارية فقط، ويتم حذف كل اللقطات بعد معالجتها.
ومع بعض التعديلات، يمكن أيضاً استخدام نموذج “HEAT” لتحديد درجة حرارة الوجه تحت الأقنعة، والأشكال الأخرى من معدات الحماية الشخصية. وهذا من شأنه أن يجعل بيئات المستشفيات أسلم للعاملين في مجال الرعاية الصحية.
يتيح هذا النظام التعرف على الوقت الذي يكون فيه المبنى مشغولاً أو غير مشغول، ويستهلك الطاقة وفقاً لذلك. إذ لا فائدة من تدفئة أو تبريد المباني الفارغة أو الأقسام غير المشغولة فيها. وهي طريقة لتوفير الطاقة وتقليل الإضرار بالبيئة.


مقالات ذات صلة

تُعدُّ هندسة المواد من أقدم العلوم التطبيقية في التاريخ. فمن استخدام النار وصناعة الخزف في العالم القديم، إلى التعدين في العصر البرونزي، نشأ لاحقاً علم المواد الحديث. ومنذ ستينيات القرن العشرين، لم يعد هذا العلم مقتصراً على المعادن، بل أصبح يضم كل أنواع المواد التي يمكن تصنيفها إلى ثلاث مجموعاتٍ متميزة: الخزفيات (السيراميك) والمعادن والبوليمرات. […]

خيوط العنكبوت هي من أكثر المواد الطبيعيّة إثارة للدهشة. ويمكن تسميتها بالمواد الفريدة، نظراً لخصائصها المتميِّزة. فقد جاء في مقالة نُشرت في مجلة (e-Polymers)، في شهر أغسطس 2020م، أن متانة خيوط العنكبوت الميكانيكيّة، وطواعيتها مع الحرارة، وتركيبتها، لا تقارَن بما لدى المواد البيولوجيّة الأخرى. وهي تمتلك أيضاً تمغّطاً (elasticity) ومتانة لا مثيل لهما. إن نسبة […]

يزخر جوف الأرض بالطاقة الحرارية الهائلة. وتتدرَّج حرارتها صعوداً كلما اتجهنا للأسفل نحو نواتها. إذ تصل حرارة القشرة الأرضية إلى 200 درجة مئوية عند تماسها مع طبقة الوشاح على عمقٍ يُراوح بين 5 و70 كيلومتراً. وتصل حرارة هذه الطبقة بدورها إلى 4000 درجة عند تماسها مع النواة، على عمقِ 3000 كيلومتر. وتصل حرارة النواة إلى […]


0 تعليقات على “ثيرموستات بشري”


اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *