Технології
Технології

Розробили датчик для подорожей на дронах та крилах метеликів

Мікродрон транспортує датчик. Mark Stone / University of Washington

Мікродрон транспортує датчик. Mark Stone / University of Washington

Американські інженери розробили сенсорний датчик, який можна перенести в складні для дослідження місця та безпечно скинути з висоти 22 метрів. Датчик самостійно від’єднується, отримавши команду через Bluetooth, і може бути перенесений і дроном, і комахою, розміром з метелика. Роботу вчені представили на конференції MobiCom 2020, а докладну статтю про винахід можна прочитати в цифровій бібліотеці Association for Computing Machinery.

Навіщо потрібен такий датчик?

Інженери з Вашингтонського університету знайшли потенційне рішення проблемі важкодоступності деяких місць на Землі для тривалого вивчення вченими - невеликий безпровідний сенсорний датчик. Розподіляти безліч датчиків вручну - довго, дорого, а часто і складно через особливості рельєфу або рослинності, проте з цих датчиків можна буде створити цілу систему для спостереження за місцевістю. Вони зможуть збирати дані про температуру та вологість до 2 з половиною років та передавати їх на відстань до кілометра зі швидкістю 33 кілобіти на секунду. Перевагою є розмір та вага, що дають змогу транспортувати датчик навіть комахах. 28-міліметровий сенсор масою 203 міліграми вже протестували на бражнику тютюновому(Manduca sexta). Бражник не постраждав: після того, як його охолодили в холодильнику, датчик спеціальним ціаноакрилатним клеєм прикріпили до грудної клітини і метелик прокинувся та полетів.

Проте, окрім можливості закріплювати датчик на мікродронах та комахах, щоб перенести його у важкодоступні місця, необхідний механізм для його від’єднання від транспортного засобу. Для цього вчені розробили щось подібне до замка, який можна буде дистанційно відкривати та відкріплювати датчик. Через Bluetooth дослідники зможуть передавати команду, а датчик, завдяки своїй конструкції, зможе безпечно приземлитися навіть з висоти 22 метрів. В своєму експерименті вчені відкріпили датчик з метелика на кахельну плитку.

Paul G. Allen School / YouTube

Як він працює?

Очевидно, що є кілька основних функцій, необхідних подібній системі: легкість конструкції, її надійність та можливість дистанційного керування. Створений інженерами датчик можна умовно поділити на три частини: акумулятор масою 68 міліграмів, сенсори температури і вологості масою 98 міліграмів та головний елемент - створений вченими механізм для від’єднання датчику масою 37 міліграмів.

До свого транспортного засобу датчик кріпиться магнітним штифтом, з обмоткою дроту навколо, через яку подають струм від конденсатора. Струм змушує стрижень зрушитися вбік, а отже - відпустити датчик. Безпечне падіння йому забезпечує конструкція. Найважчий елемент - акумулятор, розмістили збоку, щоб під час падіння пристрій починав обертатися, сповільнюючи швидкість спуску. Це, в поєднанні з малою вагою датчика, забезпечує оптимальну швидкість падіння та дає змогу безпечно приземлитися.

Тепер ми зможемо дослідити будь-які закутки планети?

У своїй роботі інженери дають можливість створити систему датчиків, які тривалий час зможуть вивчати важкодоступні місця та контролювати стан середовища. Проте, поки незрозуміло, як такі сенсорні системи впливатимуть на навколишнє середовище, як забезпечити незмінність їхнього місцезнаходження та як збирати для утилізації ті, що вже вийшли з ладу. Дослідники визнають, що потрібно ще багато зробити для оптимізації системи. Також вони розглядають можливість встановлення на датчиках сонячних панелей для більш довготривалої експлуатації.