Войти

Для микродронов и насекомых разработали сбрасываемый датчик

1025
0
0
Сбрасываемый датчик для микродронов и насекомых
Сбрасываемый датчик для микродронов и насекомых.
Источник изображения: Mark Stone / University of Washington

Американские инженеры разработали компактный датчик массой чуть более 200 миллиграммов, который можно сбрасывать с маленьких дронов или насекомых, к примеру, мотыльков. Датчик закрепляется через механический замок, который можно дистанционно открыть, чтобы сбросить его на землю. После этого он может передавать данные о температуре и влажности на протяжении примерно двух лет. Работа была представлена на конференции MobiCom 2020.

Существуют проекты, в которых необходимо распределять по территории множество датчиков, отслеживающих состояние окружающей среды: это могут быть как исследовательские проекты, так и прикладные, к примеру, фермерские хозяйства. Распределять множество датчиков вручную — долго, дорого, а зачастую и сложно из-за особенностей рельефа или растительности. Инженеры не первый год работают над созданием небольших автономных датчиков с низким энергопотреблением, которые можно сбрасывать сразу в большом количестве с больших дронов.

Разработчики из Вашингтонского университета под руководством Шиамната Голлакота (Shyamnath Gollakota) предложили оригинальную идею — распространять датчики на насекомых и миниатюрных дронах. И те, и другие за счет своего небольшого размера могут пролетать в местах, недоступных крупным дронам, а у насекомых, к тому же, гораздо более совершенная навигация, чем у дронов. Кроме того, они меньше, а продолжительность их полета — дольше.


Размер датчика — 8 на 10 миллиметров, а его масса — 203 миллиграмма. Сам датчик условно можно разбить на три части: аккумулятор массой 68 миллиграммов, датчики температуры и влажности с передатчиком и сопутствующей электроникой массой 98 миллиграммов и активный сцепляюший механизм массой 37 миллиграммов — основное нововведение, разработанное инженерами.


Конструкция электромагнитного замка

Источник изображения: Vikram Iyer et al. / MobiCom 2020


По сути, механизм работает как замок: на стороне датчика есть две параллельные петли, между ними находится еще одна петля со стороны дрона или насекомого, а сквозь них проходит магнитный стержень. Вокруг стержня намотана катушка, через которую можно подать ток от конденсатора и заставить стержень сдвинуться вбок.


Изначально инженеры планировали использовать Bluetooth 5.0, но оказалось, что чипов, которые поддерживали бы передачу данных со скоростью менее 125 килобит в секунду и при этом были бы достаточно компактными и легкими, на текущий момент не существует. Из-за этого им пришлось использовать Bluetooth 4.0 и прибегнуть к обратной разработке протокола, чтобы добиться более экономичной передачи данных.

Кроме того, исследователи оптимизировали работу датчика, добавив в него аппаратный таймер, который на порядок снизил потребление тока в спящем режиме (до 35 наноампер). В результате они добились того, что датчик общей массой около 200 миллиграммов способен передавать по несколько десятков пакетов с данными в час, работая на протяжении примерно двух лет. С датчиков собирать не только данные, но и их местоположение. Авторы предлагают делать это с помощью нескольких принимающих антенн и триангуляции.

Разработчики протестировали датчик на двух носителях: микроквадракоптере и мотыльке. Сначала они успешно протестировали работу замка и датчика на небольшом дроне, а затем прикрепили датчик на бражника табачного (Manduca sexta). Они поместили его в холодильник для обратимой холодной анастезии и прикрепили ему на грудную клетку датчик с помощью цианоакрилатного клея. После того, как мотылек проснулся, он полетел и инженеры смогли успешно сбросить датчик.

Группа Шиамната Голлакота разрабатывает и другие миниатюрные устройства, размещаемые на насекомых. Летом инженеры представили носимую камеру для жуков, которая может снимать видео, поворачивать объектив в нужную сторону и в реальном времени передавать кадры на смартфон.

Григорий Копиев

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 18.12 06:52
  • 6465
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 18.12 06:31
  • 1
Теракт трусости: кому выгодно убийство генерала Игоря Кириллова
  • 18.12 03:12
  • 0
Разделение Запада по "традиционной" линии Франция-Германия?
  • 18.12 00:09
  • 8531
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 17.12 22:54
  • 0
Ответ на "«Главное – это попадание в цель»: для усиления ВСУ танки Leopard 1 получили новую башню C3105"
  • 17.12 19:31
  • 0
Ответ на "Госсекретарь Блинкен отправился в Турцию, чтобы обсудить передачу огромных сирийских арсеналов Украине (Military Watch Magazine, США)"
  • 17.12 18:47
  • 1
Госкомвоенпром Республики Беларусь передал инозаказчику подвижные пункты управления
  • 17.12 18:35
  • 1
Госсекретарь Блинкен отправился в Турцию, чтобы обсудить передачу огромных сирийских арсеналов Украине (Military Watch Magazine, США)
  • 17.12 18:26
  • 1
Белоусов: избыточные процедуры в Минобороны можно сократить в 5-10 раз
  • 17.12 16:01
  • 0
«Агрессоры» и «соагрессоры» – тонкости западной диалектики
  • 17.12 15:38
  • 0
НАТО готовит ввод войск на Украину
  • 17.12 05:56
  • 0
Ответ на "Нидерланды не исключают отправку миротворцев на Украину без единогласного решения"
  • 17.12 05:12
  • 6
«Снизит тягу, но улучшит малозаметность»: в прессе США заметили новейший российский истребитель Су-57 с «плоским» соплом
  • 17.12 04:13
  • 3
Продажа Украиной тайн СССР: противоракетные "Дрозды" на Т-84 уплыли в США
  • 17.12 01:33
  • 1
Путин назвал вторжение ВСУ в Курскую область авантюрой