En självdriven sensor utvecklad vid University of Waterloo kan göra det möjligt för läkare att fjärrövervaka återhämtningen hos kirurgiska patienter.

Det lilla, rörliknande enhet är utformad för att monteras på hängslen efter ledoperation för att trådlöst skicka information till datorer, smartphones eller smartklockor för att spåra rörelseomfång och andra indikatorer på förbättring.

"Den informationen skulle kontinuerligt samlas in, så det skulle vara som om läkaren eller sjukgymnasten alltid var där, alltid observera patienten, "sa Hassan Askari, en ingenjörsdoktorand vid Waterloo.

Samma sensor kan också användas på en mängd andra sätt, inklusive i däcken på autonoma fordon för att upptäcka och reagera på isiga vägar.

En prototyp byggd och testad av forskarna kombinerar elektromagnetism och triboelektricitet, en relativt ny energiskördsteknik som går ut på att sammanföra olika material för att producera ström.

När böjd eller vriden, enheten genererar tillräckligt med elektricitet för att känna av och driva elektroniska kretsar för bearbetning och trådlös signalöverföring.

"Syftet var att utveckla en sensor som fungerar utan att ha ett batteri kopplat till den, sade Askari. Det är sin egen kraftkälla.

Det gör enheten väl lämpad för applikationer som sätter en premie på tillförlitlighet och där det skulle vara svårt eller dyrt att byta ut slitna batterier.

Askari uppskattade att sensorerna - cirka sex centimeter långa och en centimeter breda - skulle kunna tillverkas kommersiellt för $ 5 till $ 10 vardera.

Forskning är nu inriktad på att göra dem mindre och känsligare med enbart triboelektricitet. Mjukvara utvecklas också för att bearbeta signaler för däckapplikationen.

När den sitter fast på insidan av däcken, de kunde känna av förändrade vägförhållanden och omedelbart skicka information till kontrollsystem för att göra det möjligt för självkörande fordon att göra justeringar.

"Baserat på krafterna, samspelet mellan vägen och däcken, vi kunde faktiskt upptäcka is eller regn, ", sa Askari. "Det är extremt viktig information för autonom körning."

Askari samarbetade på Waterloo med doktorand. student Ehsan Asadi, och ingenjörsprofessorerna Amir Khajepour och Mir Behrad Khamesee, samt doktoranden Zia Saadatnia och professor Jean Zu vid University of Toronto.

En studie som beskriver deras arbete visas i tidskriften Sensorer och ställdon A:Fysiska .