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廣皓天
在今日發(fā)表于《自然》雜志上的一篇文章中，華盛頓大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，介紹了一種可被風(fēng)吹動(dòng)的微型“蒲公英”傳感器?；诖?，我們可以想象這樣一個(gè)未來(lái) —— 隨著電子設(shè)備的持續(xù)小型化，我們可將數(shù)百個(gè)溫濕度等傳感器放置在森林或農(nóng)場(chǎng)的周圍，以輕松構(gòu)建一個(gè)大規(guī)模的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
據(jù)悉，華盛頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)打造的新型“蒲公英”傳感器，采用了外形迷你的太陽(yáng)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(guò)數(shù)百架無(wú)人機(jī)進(jìn)行投放 —— 就像隨風(fēng)飄散的蒲公英的種子那樣，有效構(gòu)建出一套龐大的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
Wind Dispersal of Battery-free Wireless Devices(via)
值得一提的是，為了找到最佳的“蒲公英”設(shè)計(jì)，科學(xué)家們嘗試了 75 種不同的模型設(shè)計(jì)，并最終挑出了其中一種(仍有持續(xù)改進(jìn)的空間)。
現(xiàn)階段，研究人員需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力，才能制作出一個(gè)如此精致的傳感器。但相信隨著工業(yè)化生產(chǎn)的鋪開，這套方案仍具有相當(dāng)激動(dòng)人心的應(yīng)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(dú)特的中心點(diǎn)結(jié)構(gòu)，一圈小毛刷能夠減緩其下落的速度。我們對(duì)其展開了二維投影，并最終確定了新型傳感器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”。
可知隨著重量的增加，刷毛會(huì)開始向內(nèi)彎曲。為此，研究人員添加了一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，以使其更加穩(wěn)固和增加撞風(fēng)面積，從而減緩傳感器的落地速度。
研究團(tuán)隊(duì)嘗試了 75 種不同的外形設(shè)計(jì)
不過(guò)更重要的一點(diǎn)，就是研究團(tuán)隊(duì)選擇了用輕巧迷你的太陽(yáng)能電池板、來(lái)取代笨重的電池組件。為了在太陽(yáng)下山后繼續(xù)工作，傳感器還配備了一個(gè)臨時(shí)儲(chǔ)電的電容器。
盡管當(dāng)前的原型重量還是達(dá)到了蒲公英種子(1 毫克)的 30 倍左右，它還是能夠在無(wú)人機(jī)投送后，于微風(fēng)中飄揚(yáng)一個(gè)足球場(chǎng)長(zhǎng)度的距離。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然》(Nature)雜志上。原標(biāo)題為《Wind dispersal of battery-free wireless devices》。
原標(biāo)題:科學(xué)家打造微型蒲公英傳感器原型 可輕松構(gòu)建大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)
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