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2019 Create the Future Award 수상:배터리 결함 조기 감지를 위한 혁신적인 센서

배터리 결함 조기 감지를 위한 간단하고 비용 효과적인 센서

Steve Risser, Jim Saunders, Alex Morrow, Kevin Spahr, Krista Smith, Russ Kittel, Ben Eisenmann 및 Flora Li Battelle
미국 오하이오주 콜럼버스

배터리가 심각한 고장을 일으키면 과열, 파열 및/또는 폭발할 수 있습니다. 민감한 리튬 이온 배터리는 전자 담배, 휴대폰, 전기 자동차, 비행기 등 소비자 제품 어디에나 있습니다. 광범위한 배터리 사용과 고장 위험으로 인해 배터리 안전에 대한 우려가 커지고 있습니다. 오늘날 점검은 배터리 셀 전체의 전압을 확인하여 수행됩니다. 그러나 이 방법은 너무 늦었을 때만 잠재적인 오류를 감지합니다.

치명적인 배터리 고장의 주요 원인은 전극에서 자라는 작은 금속 돌출부인 수상돌기의 성장입니다. 표준 배터리에는 전극 사이에 분리막이 있지만 수상돌기가 충분히 커지면 분리막을 뚫고 전극 사이의 간격을 늘려 단락이 발생할 수 있습니다.

Battelle의 간단하고 비용 효과적인 센서는 배터리 성능에 부정적인 영향을 주지 않으면서 충전 및 사용 중에 배터리 오류 발생을 조기에 감지합니다. 이 기술은 배터리 분리기를 사용하여 수상돌기가 형성되기 시작할 때를 시각적으로 감지하는 데 도움을 줍니다. 센서는 분리기의 한쪽 면에 빛을 비추고 다른 면으로 빛이 전달되는 것을 모니터링합니다. 수상돌기가 없으면 광선의 경로가 차단되지 않아 "정상적인" 빛 패턴을 제공합니다. 수상돌기가 성장할 때 빛의 일부를 차단하여 빛 전달의 일반적인 패턴을 변경합니다. 이렇게 변화된 빛 패턴은 수상돌기의 존재를 나타냅니다.

Battelle의 발명품은 작동 중인 배터리에서 수상돌기의 국부적 감지를 제공하는 최초의 제품입니다. 결함이 감지되지 않을 위험을 줄임으로써 배터리를 더 오래, 더 오래 충전할 수 있습니다. 또한 센서는 전체 시스템에서 다른 안전 요소의 필요성을 줄여 전체 시스템 비용을 낮출 수 있습니다. 이러한 이점은 배터리 비용의 10% 미만으로 통합될 수 있습니다.

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명예

한 번 쓰고 영원히 읽는 보관 데이터 저장소

Eric Rosenthal, Richard Solomon, Jonathan Smith, Clark Johnson 및 Brian Solomon,
크리에이티브 테크놀로지 LLC,
미국 DE 호케신

이 광학 데이터 저장 매체는 적대적인 우주 환경에 견딜 수 있도록 설계되었으며 현재 국제 우주 정거장에서 NASA에 의해 테스트되고 있습니다. 미디어는 기판의 안정적이고 강화된 현탁액에 내장된 개별 빛 파장의 금속 할로겐화은 "정재파" 형태로 데이터를 저장합니다. 여러 데이터 바이트를 나타내는 이러한 파장은 각 데이터 위치에서 결합되어 보관 및 대용량 빅 데이터 저장을 위한 차세대 기술을 정의할 수 있습니다.

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스마트비트

네이트 루벤,
스마트비트, 스미스필드,
미국 유타

다른 원인보다 수면 관련 위험으로 인해 사망하는 아기가 더 많습니다. Smart Beat는 아기가 호흡을 멈추면 부모에게 알려주는 호흡 감지 기능이 있는 비디오 베이비 모니터입니다. 컴퓨터 비전 알고리즘을 사용하여 아기의 몸이 움직일 때마다 픽셀의 색상이 변하는 방식을 분석합니다. 호흡의 움직임을 추정하고 모든 들숨과 날숨을 기록합니다. Android 및 iOS용 앱은 부모에게 비디오 피드, 양방향 오디오, 시간 경과에 따른 호흡률 차트, 각 호흡의 실시간 파형을 제공합니다. 호흡이 멈추면 경보가 울립니다.

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Eye of Horus:오픈 소스 시선 추적 시스템

Jorge Mata Arribas, Luis Martín, Esther Borao, Fergus Reig 및 Borja Latorre,
IF, Makeoni Labs,
스페인 사라고사

Eye of Horus는 보기만 해도 모든 장치를 제어할 수 있는 오픈 소스 플랫폼입니다. 이 장치는 장치와 상호 작용할 수 없는 신체적 장애가 있는 사람들에게 도움이 될 수 있습니다. 이 시스템은 사람들이 컴퓨터, 전자 장치 및 일상적인 사물과 상호 작용할 수 있도록 도와주는 웨어러블 액세서리입니다. 시선 추적과 전면 카메라를 결합하여 사용자가 어디를 보고 있는지 파악합니다. 대상 장치는 라이트 비콘을 사용하여 식별되며 무선 프로토콜로 제어됩니다.

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iAED 생명을 구하는 전화기

Samantha Horseman, Curtis Gonter, Chris Adusei-Poku, Hawra Al Dawood, Maryam Al Ghareeb,
efactory IT미래센터,
사우디아라비아 다란

오늘날 자동 체외 제세동기(AED) 장치는 급성 심정지 환자에게 충격을 전달하여 심장의 정상적인 박동을 회복시키는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 AED는 여전히 연결되지 않은 고정 장치입니다. iAED 디자인은 IoT를 기반으로 하며 모바일 장치, 클라우드 네트워킹, 크라우드소싱 및 나노기술을 연결하여 AED 장치로 작동합니다. 3D 프린팅과 센서/칩 구성을 통한 DC 부스터 회로를 휴대폰 케이스에 통합하여 휴대폰을 심장 박동을 재활성화하는 데 필요한 360줄의 충전 및 즉시 사용 가능한 장치로 만듭니다.

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