Беспроводные датчики могут отслеживать изменения температуры, влажности или других условий окружающей среды на больших участках земли, таких как фермы или леса. Эти инструменты могут предоставить уникальную информацию для различных приложений, включая сельское хозяйство и мониторинг изменения климата. Одна из проблем с этой технологией сегодня заключается в том, как сотни или даже тысячи таких устройств могут быть физически развернуты на больших территориях. Это просто пустая трата времени и дорого.

Ученые из Вашингтонского университета столкнулись с этой проблемой, вдохновленной природой — растениями, которые используют ветер для рассеивания семян. Результаты их исследования были опубликованы на страницах престижного научного сайта Nature в середине марта.

Проверьте также:

Они разработали небольшое устройство с датчиками, которые какое-то время парят в воздухе под действием силы ветра, прежде чем он, наконец, упадет на землю. Сенсор весит всего 30 миллиграммов, а при умеренном ветре может перемещаться на расстояние до 100 метров от места падения дрона.

Датчик может содержать до четырех сенсоров и после приземления на землю получает питание от размещенных на нем миниатюрных солнечных батарей. Они питают все электронные устройства на борту, которые могут передавать данные по радиоканалу на расстояние до 60 метров.

Первая проблема, которую предстояло решить ученым, заключалась в том, чтобы аппарат мог свободно парить над землей как можно дольше. Оказывается, форма устройства имеет решающее значение. Ученые протестировали несколько десятков конструкций, чтобы определить, что нужно сделать, чтобы заставить датчик зависать как можно дольше и, таким образом, пролететь наибольшую дистанцию.

Поэтому они посмотрели на семена одного растения, не имеющего себе равных в этом отношении. Это известная трава под названием одуванчик, в частности, семена этого растения. Из них выделяются миниатюрные щетинки, благодаря которым они долго парят в воздухе. Поэтому они оснастили датчики аналогичными элементами в виде сплошной кольцевой конструкции. Чтобы измерить, как далеко устройства будут перемещаться на ветру, ученые сбрасывали их с разной высоты вручную (высотные здания) или с помощью дронов.

Для обеспечения легкости электронные устройства питаются не от тяжелой батареи, а от солнечных батарей. Датчики всегда приземляются на землю таким образом, что солнечные панели находятся вертикально. Использование панелей означает, что после захода солнца датчик не включается и не может передавать данные. Но когда на следующее утро встает солнце, датчик оживает и снова может передавать данные. В то же время команда разработала электронику, содержащую специальный конденсатор, который мог накапливать электричество в течение ночи.