چکیده: استحصال انرژی از محیط پیرامون، یکی از روش‌‌های پیشنهادشده در راستای مقابله با مسأله تامین انرژی جهان است که خود ناشی از افزایش جمعیت، پیشرفت تکنولوژی و پایان‌پذیری سوخت‌های فسیلی است. منابع گوناگونی برای برداشت انرژی وجود دارد که یکی از آن‌ها نوسان‌های مکانیکی موجود در محیط است. مواد پیزوالکتریک، قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی نوسان به انرژی الکتریکی را دارا هستند. یکی از مشکلات مواد پیزوالکتریک، محدود بودن بازه فرکانسی آن‌هاست. در این پایان‌نامه، با تمرکز بر استحصال انرژی از راه‌رفتن انسان به منظور امکان‌سنجی تولید یک سامانه ارتباطی میان کفش و یک تجهیز الکترونیکی بدون نیاز به باتری، کفش استحصال انرژی ساخته شده‌است. این سامانه با به کارگیری یک مدار قدرت دو طبقه و با تکیه بر پیکربندی خاص خود در استفاده از قطعه‌های پیزوالکتریک دیسکی در داخل کفش (اتصال سری قطعه‌های پیزوالکتریک)، به ویژگی‌های منحصربه‌فردی دست یافته‌است. نتایج به‌دست‌آمده در بخش عملی، همسو با تحلیل‌های نظری و شبیه‌سازی‌های انجام‌شده است. با انجام آزمایش‌های متعدد مشخص می‌شود که این سامانه بر خلاف همتایان خود، وابستگی بسیار کمی به وزن و الگوی حرکتی شخص پوشنده دارد و علاوه بر این، می‌تواند در سرعت‌های مختلف به کار گرفته شود. این کفش استحصال انرژی می‌تواند 47 میکرووات توان را در سرعت ۵ مایل بر ساعت (8 کیلومتر بر ثانیه) در اختیار ما بگذارد. انرژی برداشت‌شده در هر گام با استفاده از این کفش بین 50 تا 55 میکروژول در سرعت 1 تا ۵ مایل بر ساعت (۱/۶ تا ۸ کیلومتر بر ثانیه) است. با بررسی مواد پیزوالکتریک و تحلیل مدل مداری آن‌ها، و با استفاده از شبیه‌سازی در محیط ADS امکان پهن‌باند سازی آن‌ها به طور نظری نیز نشان داده می‌شود. هم‌چنین، استفاده از کفش پیزوالکتریک برای تحلیل گام انسان، به عنوان یکی از کاربردهای پیشنهادی نگارنده، به صورت عملی انجام و صحت‌سنجی شده‌است.