A folyóirat a világítástechnikáról
Mennyi fényt kap egy nap alatt? Milyen fény jut be a szemedbe? Ez néhány olyan kérdés, amelyet a Lausanne-i Szövetségi Műszaki Főiskola (EPFL) Egyetemének tervezői integrált teljesítmény-laboratóriumának kutatócsoportja, a genfi Művészeti és Formatervezési Iskola (HEAD) tanáraival és hallgatóival együtt, úgy tesz, mintha megoldaná. A cél egy hordozható fényérzékelő új koncepciójának kidolgozása, amely személyesen használható a nap folyamán.
A Spectrace névre keresztelt készülék a nyakán nyugszik, mint egy fejhallgató, és úgy tervezték, hogy egész nap viselje, kísérve Önt a munkahelyén, az edzés közben és a társadalmi környezetben.
Szívritmusok
A melanopszin 20 évvel ezelőtti felfedezése óta a tudósok egyre nagyobb érdeklődést mutatnak arra nézve, hogy a természetes fény hiánya és a mesterséges fénynek való túlzott expozíció miként hat testünkre. A melanopsin, az emberi szemben található kék fényérzékeny fénypigment, segít rendben tartani a test belső óráját, és megmondja az agyunknak, hogy nappal vagy éjszaka van-e. Feladata minden cirkadián ritmusunk szinkronizálása, amely valóban jelentős hatással van egészségünkre, az alvás és a hormonális ciklus szabályozásától kezdve, beleértve az éjszakai melatonin termelést, az immunrendszer megfelelő működésének képességéig.
"Sürgősen nagyobb figyelmet kell fordítanunk a" könnyű higiéniánkra ", - jelentette ki Marilyne Andersen professzor, a laboratórium igazgatója és mintegy 15 éve e téren szakértő. „Olyan sok időt töltünk bent, ami krónikus napfényhiányt jelent, és egész nap a képernyőket nézzük, hogy ennek éjszaka különösen negatív hatása van. Valójában a kék hullámhosszúságban gazdag fényt kell kapnunk a nap folyamán, hogy elegendő mennyiségű felhalmozódást tudjunk elérni, mivel ettől jobban érezzük magunkat, és jóval lefekvés előtt korlátozzuk ezt az expozíciót ".
Új módszer a napi fényterhelés mérésére
A való világosság fénysugárzási mintái eredendően rendetlenek - be- és kiköltözünk az épületekbe, ezért a mesterséges és a természetes fény különböző keverékeinek vagyunk kitéve. Továbbá környezetünk fizikai összetétele drasztikusan megváltoztathatja a kibocsátott fény spektrális összetételét és térbeli eloszlását is. Ezért elengedhetetlen egy olyan eszköz megtervezése, amely ilyen típusú környezetekben viselhető és mérhető a fénynek, annak meghatározása érdekében, hogy mekkora expozíciót kapunk a nap folyamán, és hogy ez milyen hatással lehet ránk.
A kutatók rámutatnak, hogy „többféle hordozható fényérzékelő létezik a piacon; azonban egyikük sem tudja igazán megmérni a fény spektrális tartományainak való kitettségünket, vagyis a fény hullámhosszának függvényében ”. Ez az újdonság az EPFL által kifejlesztett prototípusban. Jelenleg nincs elegendő adat arról, hogy milyen fénynek vagyunk kitéve a mindennapi tevékenységünk és a környezetünk, amelyben élünk és dolgozunk. A fény fiziológiai hatásai nemcsak az intenzitásától és attól, hogy mennyire vagyunk kitéve neki, hanem a spektrális komponensétől is. Ez az a hiány, amelyet az új Spectrace érzékelő kitölteni kíván.
Forrest Webler az Integrált Teljesítmény Laboratóriumban folytatott doktori kutatásának részeként a "Spektrális diéta ”, A fénynek való kitettség osztályozási rendszerének kidolgozása.
Webler első lépése egy miniatűr spektrométer megszerzése volt, amelyet a dél-koreai startup nanoLambda tervezett az élelmiszer-feldolgozóipar számára. A cél az, hogy ezt a spektrométert hordozható eszközzé alakítsák, beépített UV-érzékelővel és fotométerrel - másodpercnél rövidebb felbontási idővel.
A kutatók analógiát készítenek az étellel a fogalom magyarázatához spektrális étrend: „Az abszolút spektrális étrend az abszolút spektrális besugárzás mintázata, amelyet egy emberi megfigyelő egy adott időtartam alatt kaphat. A relatív spektrális étrend a befogadott fény spektrális összetételére vagy spektrális minőségére utal. Az étkezési étrend hasonlósága a következő: a nap folyamán fix mennyiségű kalóriát fogyaszthat, például 2000 kcal-t. Ez a szám önmagában nem árulja el, hogy ezek a 2000 kcal hogyan oszlottak meg a különböző makroelemekben. Hasonlóképpen, a nap folyamán kapott 2000 lx megvilágítás nem árulja el, hogyan befolyásolták a különböző fotoreceptorokat. A spektrális étrend koncepciója elképzelhető és vizualizálható az egymással halmozott hiperspektrális képek folytonosságán keresztül, amelyeket az idő múlásával láthatunk, amint azt a következő ábrák szemléltetik. ".
A fény expozíciójának spektrális változását egy munkanap alatt ("spektrális étrend") integrált hordozható érzékelővel rögzítik. A tapasztalt "spektrális étrendet" úgy vizualizáljuk, hogy a normalizált spektrális információt ábrázoljuk az idő múlásával (a), ahol a relatív teljesítmény változását gradiens színtérképpel mutatjuk be.
Eszköz elrendezése
Ugyanakkor az EPFL kutatói a genfi Művészeti és Formatervezési Iskola termék- és interakciós tervezőivel dolgoztak egy 2019 júliusában tartott workshopon. Céljuk az volt, hogy vonzó dizájnt hozzanak létre, hogy az embereket motiválja használni. A különféle koncepciók feltárása után végül egy okos nyaklánc stílusú eszközre telepedtek. A fejlesztési folyamat az elmúlt ősszel felerősödött, és szinergikus módon fejlődött a technikai és a tervezési szempont.
A projekt nemrég kapott támogatást az InnoSuisse részéről az e-egészségügy kategóriában. Ezt az új támogatást egy funkcionális, moduláris prototípus kifejlesztésére és valós körülmények között történő tesztelésére fordítják 2021-ig, azzal a céllal, hogy spin-off-t alapítsanak, hogy a Spectrace szenzort eljuttassák a szélesebb tudományos közösséghez és a nagyközönséghez. Olyan kérdések, mint: Olyan más a spektrális profilja, aki kerékpározik, vezet és metrózik a munkába, hogy ez befolyásolja az egészségüket és a közérzetüket? Számít az irodai ablak mérete és tájolása? az EPFL kutatói fognak foglalkozni a következő években.