科學家打造微型蒲公英傳感器原型可輕鬆構建大規模環境監測網絡
在今日發表於《自然》雜誌上的一篇文章中,華盛頓大學的一支研究團隊,介紹了一種可被風吹動的微型“蒲公英”傳感器。基於此,我們可以想像這樣一個未來—— 隨著電子設備的持續小型化,我們可將數百個溫濕度等傳感器放置在森林或農場的周圍,以輕鬆構建一個大規模的環境監測網絡。
(來自:University of Washington / Mark Stone)
據悉,華盛頓大學研究團隊打造的新型“蒲公英”傳感器,採用了外形迷你的太陽能電池板(如上圖黑色矩形所示)。
這種輕巧緊湊的傳感器,能夠通過數百架無人機進行投放—— 就像隨風飄散的蒲公英的種子那樣,有效構建出一套龐大的監測網絡平台。
無電池無線設備的風散(通過)
值得一提的是,為了找到最佳的“蒲公英”設計,科學家們嘗試了75 種不同的模型設計,並最終挑出了其中一種(仍有持續改進的空間)。
現階段,研究人員需要耗費大量的時間與精力,才能製作出一個如此精緻的傳感器。但相信隨著工業化生產的鋪開,這套方案仍具有相當激動人心的應用前景。
傳感器本體極其輕巧
研究作者Vikram Iyer 表示:“蒲公英種子有著獨特的中心點結構,一圈小毛刷能夠減緩其下落的速度。我們對其展開了二維投影,並最終確定了新型傳感器的基礎設計”。
可知隨著重量的增加,刷毛會開始向內彎曲。為此,研究人員添加了一個環形結構,以使其更加穩固和增加撞風面積,從而減緩傳感器的落地速度。
研究團隊嘗試了75 種不同的外形設計
不過更重要的一點,就是研究團隊選擇了用輕巧迷你的太陽能電池板、來取代笨重的電池組件。為了在太陽下山後繼續工作,傳感器還配備了一個臨時儲電的電容器。
儘管當前的原型重量還是達到了蒲公英種子(1 毫克)的30 倍左右,它還是能夠在無人機投送後,於微風中飄揚一個足球場長度的距離。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《自然》(Nature)雜誌上。原標題為《Wind dispersal of battery-free wireless devices》。