Для мікродронів і комах розробили скидаючий датчик
Американські інженери розробили компактний датчик масою трохи понад 200 міліграмів, який можна скидати з маленьких дронів або комах, наприклад, метеликів. Датчик закріплюється через механічний замок, який можна дистанційно відкрити, щоб скинути його на землю. Після цього він може передавати дані про температуру і вологість протягом приблизно двох років.
Робота була представлена на конференції MobiCom 2020.
Існують проєкти, в яких необхідно розподіляти по території безліч датчиків, що відстежують стан навколишнього середовища: це можуть бути як дослідницькі проєкти, так і прикладні, наприклад, фермерські господарства. Розподіляти безліч датчиків вручну-довго, дорого, а часто і складно через особливості рельєфу або рослинності. Інженери не перший рік працюють над створенням невеликих автономних датчиків з низьким енергоспоживанням, які можна скидати відразу у великій кількості з великих дронів.
Розробники з Вашингтонського університету під керівництвом Шиамната Голлакота (Shyamnath Gollakota) запропонували оригінальну ідею — поширювати датчики на комах і мініатюрних дронах. І ті, і інші шляхом свого невеликого розміру можуть пролітати в місцях, недоступних великим дронам, а у комах, до того ж набагато більш досконала навігація, ніж у дронів. Крім того, вони менше, а тривалість їх польоту — довше.
Розмір датчика-8 на 10 міліметрів, а його маса — 203 міліграма. Сам датчик умовно можна розбити на три частини: акумулятор масою 68 міліграмів, датчики температури й вологості з передавачем і супутньою електронікою масою 98 міліграмів і активний механізм масою 37 міліграмів — основне нововведення, розроблене інженерами.
По суті, механізм працює як замок: на стороні датчика є дві паралельні петлі, між ними знаходиться ще одна петля з боку дрона або комахи, а крізь них проходить Магнітний стрижень. Навколо стрижня намотана котушка, через яку можна подати струм від конденсатора і змусити стрижень зрушити убік.
Спочатку інженери планували використовувати Bluetooth 5.0, але виявилося, що чіпів, які підтримували б передачу даних зі швидкістю менш як 125 кілобіт в секунду і при цьому були б досить компактними і легкими, на поточний момент не існує. Через це їм довелося використовувати Bluetooth 4.0 і вдатися до зворотної розробки протоколу, щоб домогтися більш економічної передачі даних.
Крім того, дослідники оптимізували роботу датчика, додавши в нього апаратний таймер, який на порядок знизив споживання струму в сплячому режимі (до 35 наноампер). В результаті вони домоглися того, що датчик загальною масою близько 200 міліграмів здатний передавати по кілька десятків пакетів з даними на годину, працюючи протягом приблизно двох років. З датчиків збирати не тільки дані, але і їх місце розташування. Автори пропонують робити це за допомогою декількох приймаючих антен і тріангуляції.
Розробники протестували датчик на двох носіях: мікроквадракоптері й метелику. Спочатку вони успішно протестували роботу замку і датчика на невеликому дроні, а потім прикріпили датчик на бражника тютюнового (Manduca sexta). Вони помістили його в холодильник для оборотної холодної анестезії й прикріпили йому на грудну клітку датчик за допомогою ціаноакрилатного клею. Після того, як метелик прокинувся, він полетів і інженери змогли успішно скинути датчик.
Також читайте:
- Naio Technologies запускає нову версію робота для виноградників
- Ультрафіолетове випромінювання успішно використовують для фунгіцидного захисту сільгоспкультур
- Стартап створив робота, здатного прибирати урожай овочів і фруктів
- У Китаї розробили автономний електротрактор