เครื่องปั่นไฟอันน้อยที่ใชัพลังงานจากหัวเข่า ทำให้ผู้ใช้สามารถเดินไป ปั่นไฟไปได้ในตัว กำไรสองต่อคือ ได้ออกกำลังกายแถมได้พลังงานด้วย พลังงานที่ได้ก็กำลังดีพอที่ชาร์ตพอคเก็ตพีซี โทรศัพท์มือถือ เครื่องGPS  ฯลฯ ผลงานจากUniversity of Michigan

การทำงานของเครื่องปั่นไฟนี้ก็คล้ายๆกับ เครื่องชาร์ตในเครื่องยนต์ไฮบริด เครื่องปั่นไฟจะเก็บพลังงานเมื่อหัวเข่าเราพยายามจะหยุดเมื่อเราก้าวได้ 1 ก้าวจากการที่เราก้าวเดินไปข้างหน้า

เครื่องปั่นไฟจากหัวเข่านี้ทำมาจากอะลูมิเนียม น้ำหนักประมาณ 3.5 ปอนซ์ (lbs)

อันที่จริงแล้ว เครื่องปั่นไฟจากหัวเข่าสามารถผลิตไฟได้จากพลังงานที่กำเนิดจากส่วนต่างๆของร่างกาย แต่หัวเข่าดูเหมือนจะเป็นตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด และไม่เพียงแต่สามารถชาร์ตแบตเตอรี่ได้เท่านั้น แต่เครื่องปั่นไฟชนิดนี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกด้วย นาย Arthur Kuo เจ้าของผลงานกล่าว

ในขณะที่เราเดิน เราเสียพลังงานจากร่างกายในหลายๆตำแหน่ง ร่างกายเราจึงสร้างพลังงานมาทดแทนโดยทำงานร่วมกับกล้ามเนื้อ บางจุดแทนที่มันจะเสียพลังงานมันกลับเก็บสะสมพลังงานไว้ชั่วคราว เช่น เส้นเอ็น (ที่ยึดกล้ามเนื้อและกระดูก) ที่ทำงานคล้ายกับสปริง นาย Arthur Kuo เชื่อว่าเมื่อเราเดินช้าลง พลังงานที่ใช้เหวี่ยงหัวเข่าก็ถูกใช้ไปอย่างไร้ประโยชน์

ทีมงานของนาย Arthur Kuo ได้ทดลองให้ชาย 6 คนสวมใส่เครื่องปั่นไฟจากหัวเข่า โดยไม่ได้เปิดให้เครื่องปั่นไฟทำงาน แล้วเดินบนเครื่องออกกำลังกาย ด้วยความเร็ว 1 เมตรครึ่งต่อวินาที (2.2 ไมล์ต่อชั่วโมง) ทีมงานได้วัดการหายใจของกลุ่มตัวอย่างเพื่อดูว่าร่างกายของพวกเขาทำงานหนักแค่ไหน และน้ำหนักของเครื่องกระทบต่อตัวผู้สวมใส่อย่างไร

ในโหมดการทำงานที่เครื่องจะปั่นไฟเฉพาะเมื่อเราหยุดหัวเข่า (จากการก้าวเดิน) เครื่องปั่นไฟต้องการพลังงานน้อยกว่า 1 วัตต์ของพลังงานจากร่างกายในการผลิตพลังงาน 1 วัตต์จากเครื่องปั่นไฟ เมื่อเทียบกับเครื่องปั่นไฟแบบที่ใช้มือหมุน (hand-crank generator) ซึ่งใช้พลังงานจากร่างกาย 6.4 วัตต์เพื่อผลิตกำลังไฟ 1 วัตต์แล้ว ถือว่าเครื่องปั่นไฟจากหัวเข่ายังมีประสิทธิภาพดีกว่ามาก

แม้ส่วนที่ผลิตพลังงานในเครื่องปั่นไฟจะมีขนาดเล็ก แต่เมื่อรวมส่วนประกอบเข้ากันแล้วเครื่องต้นแบบนี้ยังมีขนาดใหญ่เทอะทะ และน้ำหนักมาก (3 ปอนด์) ส่งผลให้ผู้สวมใส่เหนื่อยเร็ว

ทีมงานได้คิดต่อไปถึงการพัฒนาเครื่องปั่นไฟจากหัวเข่าให้มีขนาดเล็กลง ซึ่งจะมีประโยชน์มากต่อนักไต่เขา และ ทหาร ซึ่งอาจหาที่จุดชาร์ตที่มีกระแสไฟฟ้าอำนวยความสะดวกได้ไม่ง่ายนัก นอกจากนี้ทีมงานยังได้ไขไอเดียไปถึงการฝังอุปกรณ์ชนิดนี้เข้ากับอุปกรณ์ช่วยชีวิตอื่นๆ เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ช่วยให้อัตราการเต้นของหัวใจสม่ำเสมอ (pacemaker) และเครื่องส่งสัญญาณสมอง (neurotransmitters) ซึ่งปัจจุบันนี้ต้องใช้แบตเตอรี และเมื่อถึงคราวเปลี่ยนแบตเตอรีก็จะต้องให้แพทย์ศัลยกรรมเท่านั้นเป็นผู้เปลี่ยนให้

เครื่องปั่นไฟจากหัวเข่าในอนาคตอาจถูกสร้างติดกับอุปกรณ์อื่นๆ และใช้พลังงานที่ผลิตมาจากการก้าวเดินของผู้ใช้เท่านั้นในการทำงานของอุปกรณ์

ผลงานเรื่อง Biomechanical Energy Harvesting: Generating Electricity During Walking with Minimal User Effort นี้ ได้ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 8 กุมภาพันธ์นี้

อ้างอิง

Eurekalert. <b> “Knee Brace Generates Electricity From Walking”. </b>  Retrieved from: www.eurekalert.org/pub_releases/2008-02/uom-kbg020608.php  Dated February 11, 2008.

Sciencedaily. <b> “Knee Brace Generates Electricity From Walking”. </b>  Retrieved from: www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080207140751.htm Dated February 11, 2008.

ภาพเครื่องปั่นไฟ/ชาร์ตแบตเตอรีขณะที่ผู้ใช้สวมใส่

นิภาภรณ์ สีถาการ
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 47 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 167 ดวง - โหวตเพิ่มดาว