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通过控制电力的设备解锁新科学

Icons representing renewable energy, energy storage, robotics, biomedicine, and education over a electronic circuitryOmid Mortazavi uses a multimeter and another device to test voltages in a lab.

当 Covid-19 大流行来袭时,Mo Mirvakili 博士 ’17 正在麻省理工学院作为博士后进行实验。由于实验室设施的使用受到限制,他决定将自己的浴室改造成一个临时实验室。他在浴缸上放置了一块胶合板来支撑电源和测量设备,他进行了一项研究,该研究后来发表在该领域的顶级期刊之一 《科学机器人》上。

逆境造就了一个好故事,但事实是,并不需要一场全球大流行来迫使米尔瓦基利建造他进行实验所需的设备。即使在世界上一些资金最充裕的实验室工作时,他也需要拼凑工具才能将他的实验变为现实。

“我的旅程反映了一个更广泛的真理:只要有决心和足智多谋,我们中的许多人都可以取得非凡的成就,”他说。有很多人无法进入实验室,但却有好主意。我们需要让他们更容易将他们的实验变为现实。

这就是 Seron Electronics 背后的想法,Mirvakili 创立了一家旨在使科学实验民主化的公司。Seron 开发的科学设备可以精确地获取和测量功率,表征材料,并将数据集成到可定制的软件平台中。

通过使复杂的实验更容易获得,Seron旨在激发微电子、清洁能源、光学和生物医学等不同领域的新一轮创新浪潮。

“我们的目标是成为为研究人员提供准确且负担得起的解决方案的领导者之一,”Mirvakili 说。“这一愿景超越了学术界,包括公司、政府、非营利组织,甚至高中生。借助Seron的设备,任何人都可以进行高质量的实验,无论他们的背景或资源如何。

感觉到需要恒定的功率

Mirvakili 获得了电气工程学士和硕士学位,随后在麻省理工学院教授 Ian Hunter 的指导下获得了机械工程博士学位,其中包括开发一类高性能热人造肌肉,包括尼龙人造肌肉。在那段时间里,Mirvakili 需要精确控制流经他的实验装置的能量,但他在网上找不到任何可以解决他问题的东西。

“我可以使用我们实验室和部门的各种高端设备,”Mirvakili 回忆道。“这都是最新的、最先进的东西。但是我必须将所有这些外部工具捆绑在一起才能完成我的工作。

完成博士学位后,Mirvakili以博士后的身份加入了Bob Langer教授的实验室,在那里他直接与Langer合作研究生物医学工程中一个完全不同的问题。在兰格著名的多产实验室里,他看到研究人员正在努力控制一种封装药物的装置的微观温度。

Mirvakili意识到,研究人员最终都在努力解决同样的问题:需要精确控制电流、电压和功率。这些也是Mirvakili在他最近对储能和太阳能电池的研究中发现的问题。在世界各地的会议上与研究人员交谈以确认需求广泛后,他创办了 Seron Electronics。

Seron 将其产品的第一个版本称为 SE 可编程电源平台。这些平台允许用户通过桌面应用程序获取和测量精确定义的电压、电流、功率和电荷量,同时将信号干扰或噪声降至最低。

该设备可用于研究半导体器件、执行器和储能器件等,或在不损害电池性能的情况下为电池精确充电。

该设备还可用于研究材料性能,因为它可以测量材料如何以高分辨率对精确的电刺激做出反应,并用于质量控制,因为它可以测试芯片和标记问题。

用例各不相同,但 Seron 的首要目标是更快地实现更多创新。

“因为我们的系统非常直观,所以您可以缩短获得结果的时间,”Mirvakili 说。“您可以在不到五分钟的时间内完成设置。它是即插即用的。研究人员告诉我们,它大大加快了速度。

新领域

在最近与麻省理工学院研究附属机构Ehsan Haghighat合著的一篇论文中,Seron的设备为热人造肌肉提供了恒定的能量,该人造肌肉集成了机器学习,使其具有某种肌肉记忆。在Mirvakili没有参与的另一项研究中,一家非营利性研究组织使用Seron的设备来识别一种新的、可持续的传感器材料,他们正在商业化。

这些机器的许多用途都让 Seron 的团队感到惊讶,他们希望在今年夏天发布更便宜、便携的 Seron 机器版本时会看到新一波应用。这可能包括为患者开发新的床边监护仪,以检测疾病,或用于现场工作的远程传感器。

Mirvakili 认为 Seron 设备的部分美妙之处在于,公司里的人不必自己构思实验。相反,他们可以专注于提供强大的科学工具,并让研究界决定使用它们的最佳方式。

“由于这种新设备的尺寸和成本,它将真正为研究人员开辟可能性,”Mirvakili说。“任何有好主意的人都应该能够通过我们的设备和解决方案将这个想法变为现实。在我看来,这些应用真的是难以想象的,而且是无穷无尽的。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://news.mit.edu/2024/seron-electronics-unlocks-new-science-electric-power-0404