يمكن لأجهزة الاستشعار اللاسلكية مراقبة التغيرات في درجة الحرارة أو الرطوبة أو الظروف البيئية الأخرى على مساحات كبيرة من الأرض ، مثل المزارع أو الغابات. يمكن أن توفر هذه الأدوات معلومات فريدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك الزراعة ورصد تغير المناخ. تتمثل إحدى مشكلات هذه التقنية اليوم في كيفية نشر مئات أو حتى الآلاف من هذه الأجهزة فعليًا على مساحات كبيرة. انها مجرد مضيعة للوقت ومكلفة.

واجه علماء من جامعة واشنطن هذه المشكلة مستوحاة من الطبيعة – النباتات التي تستخدم الرياح لتفريق البذور. ونُشرت نتائج أبحاثهم في صفحات الموقع العلمي المرموق Nature في منتصف مارس.

تحقق أيضًا من:

لقد طوروا جهازًا صغيرًا به أجهزة استشعار تطفو لبعض الوقت بفعل قوة الرياح في الهواء قبل أن تضرب الأرض أخيرًا. يزن المستشعر 30 ملليجرام فقط ، وفي الرياح المعتدلة يمكنه السفر لمسافة تصل إلى 100 متر من المكان الذي تم إلقاؤه من الطائرة بدون طيار.

يمكن أن يحتوي المستشعر على ما يصل إلى أربعة أجهزة استشعار ، وبعد هبوطه على الأرض ، يستمد الطاقة من الألواح الشمسية المصغرة الموضوعة عليه. إنها توفر الطاقة لجميع الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متن الطائرة ، والتي يمكنها نقل البيانات عبر الراديو على مسافة تصل إلى 60 مترًا.

كانت المشكلة الأولى التي كان على العلماء حلها هي أن الجهاز يمكن أن يطفو بحرية فوق الأرض لأطول فترة ممكنة. اتضح أن شكل الجهاز حاسم. اختبر العلماء عدة عشرات من الهياكل لتحديد ما يجب فعله لجعل المستشعر يحوم لأطول فترة ممكنة ، وبالتالي يطير لأكبر مسافة.

لذلك نظروا إلى بذور نبات واحد لا يعلى عليه في هذا الصدد. وهي عشب معروف يسمى الهندباء وتحديدا بذور هذا النبات. تبرز منها الشعيرات المصغرة ، بفضلها تطفو في الهواء لفترة طويلة. لذلك قاموا بتجهيز المستشعرات بعناصر مماثلة في شكل هيكل حلقة صلبة. لقياس المسافة التي ستقطعها الأجهزة في مهب الريح ، أسقطها العلماء من ارتفاعات مختلفة عن طريق القيام بذلك يدويًا (المباني الشاهقة) أو باستخدام طائرة بدون طيار.

لضمان الخفة ، لا يتم تشغيل الأجهزة الإلكترونية بواسطة بطارية ثقيلة ، ولكن بواسطة الألواح الشمسية. تهبط المستشعرات دائمًا على الأرض بطريقة تجعل الألواح الشمسية عمودية. يعني استخدام الألواح أنه بعد غروب الشمس ، لا يتم تشغيل المستشعر ولا يمكنه نقل البيانات. ولكن عندما تشرق الشمس في صباح اليوم التالي ، يصبح المستشعر حيًا ويمكنه نقل البيانات مرة أخرى. في الوقت نفسه ، صمم الفريق الإلكترونيات بحيث تحتوي على مكثف خاص يمكنه تخزين بعض الكهرباء طوال الليل.