Das Potenzial drahtloser Sensoren ohne Batterie ist viel größer als erwartet: Sie sind in der Lage, den Trend von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und verschiedenen anderen Umgebungsbedingungen zu überwachen. Wir sprechen von nützlichen und funktionalen Tools, die viele Anwendungsbereiche haben (von der Landwirtschaft bis zur Überwachung des Klimawandels). Der einzige Nachteil sind die Kosten. Das Platzieren von Hunderten von drahtlosen Sensoren auf einem großen Gebiet ist derzeit sehr schwierig und teuer.
Zumindest war es vor der Ankunft eines neuen, unglaublichen Projekts gerade in der Zeitschrift Nature erschienen.
Ein Team der University of Washington hat ein kleines Gerät entwickelt, das mehr als einen Sensor gleichzeitig tragen kann, während es vom Wind angetrieben wird. Das Gerät ist von den Samen des Löwenzahns oder Löwenzahns inspiriert: der Löwenzahn, der sich mit der Ankunft der ersten Winde in der Luft verteilt. In gewissem Sinne nehmen sie auch dessen Form auf, gleichermaßen filigran und „leicht“.
Sensoren in Form eines Löwenzahns
Das vom Team entwickelte neue Gerät wiegt etwa 30 Milligramm und kann bei mäßiger Brise bis zu 100 Meter weit fliegen.
Nutzen Sie vor Ort die Hilfe von Spezialisten Sonnenkollektoren Sensordaten (im Inneren sind es mindestens vier) bis zu 60 Meter entfernt zu füttern und zu teilen.
Shyam Gollakota, Professor an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering und Autor des Projekts, lieferte weitere Informationen. Ihm zufolge gibt dieses innovative System einen klaren Hinweis darauf, wie die Sensorverteilung ohne Preiserhöhungen umgesetzt werden kann.
Unser Prototyp schlägt vor, dass Sie eine Drohne verwenden könnten, um Tausende dieser Geräte in einem einzigen Tropfen freizugeben. Sie werden alle etwas anders vom Wind getragen, und Sie können mit diesem Tropfen im Grunde ein Netzwerk von 1.000 Geräten erstellen. Dies ist überraschend und transformativ für den Bereich der Sensorimplementierung, da es derzeit Monate dauern kann, so viele Sensoren manuell zu implementieren.
Greifbare Ergebnisse
In der Roadmap, die zur aktuellen Form führte, testeten die Forscher 75 verschiedene Designs. Alternativen und Optionen wurden geprüft, um den perfekten Kompromiss zu finden. Um die Struktur leicht zu halten, entschied sich das Team für die Verwendung von Solarmodulen anstelle einer klassischen Batterie. Basierend auf den Ergebnissen der Tests landeten die Geräte mit vertikal ausgerichteten Solarmodulen 95% der Zeit, was eine korrekte Energieaufladung ermöglicht.
Sensoren im System eingeschlossen
Da die Geräte keine Batterie haben, besteht die Gefahr, dass sie keine Energie speichern. Und das würde im Wesentlichen bedeuten, dass die Sensoren nach Einbruch der Dunkelheit nicht mehr funktionieren. Um das Problem zu lösen, baute das Team einen Kondensator in das System ein – ein Gerät, das eine bestimmte Ladung über Nacht speichern kann. Danach kommt ein weiterer kleiner Schaltkreis hinzu, der misst, wie viel Energie gespeichert wurde und wie viel noch zur Verfügung steht.
Jedes dieser kleinen Geräte ist auf ein bestimmtes Übertragungsverfahren angewiesen. Das Ziel ist nämlich, Sensordaten drahtlos an Forscher zu senden, damit diese sie analysieren können.
Die Geräte werden die Aufgabe haben, Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Licht zu messen. Sie senden die Daten bis zum Sonnenuntergang und beginnen dann am nächsten Morgen von vorne.
Zukünftige Entwicklungen
Zu den möglichen Entwicklungen gehört die Idee, Systeme noch biologisch abbaubarer zu machen.
Da keine Batterie vorhanden ist, funktioniert das Gerät so lange weiter, bis es physisch ausfällt. Dies bedeutet, dass es sich schließlich im Ökosystem ausbreiten wird, zu klein, um gefunden zu werden. Es ist daher besser, sich eine Hypothese auszudenken, die nicht umweltschädlich ist.
Vikram Iyer, der Hauptautor des Projekts, blickt gespannt in die Zukunft.
Dies ist nur der erste Schritt. Es gibt so viele andere Richtungen, die wir jetzt einschlagen können, wie die Entwicklung groß angelegter Implementierungen, die Schaffung von Geräten, die ihre Form ändern können, wenn sie fallen, oder sogar das Hinzufügen von etwas mehr Mobilität, damit sich Geräte um einen herum bewegen können.Drehen Sie sich auf dem Boden, um näher zu kommen zu einem Bereich, der uns fasziniert.
