Войти

Для микродронов и насекомых разработали сбрасываемый датчик

1052
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
  • 31.03 19:59
  • 8272
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 31.03 18:31
  • 5
Об естественном и социальном отборах как необходимых условиях развития
  • 31.03 16:35
  • 102
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 31.03 12:34
  • 2
Владимир Путин допустил возможность временного введения на Украине внешнего управления под эгидой ООН
  • 31.03 11:34
  • 1
Китай обнародовал планы по миссиям к Венере, Марсу, Юпитеру и Нептуну
  • 31.03 04:59
  • 0
Вот интересно в связи с разговорами о завершении СВОйны.
  • 31.03 04:01
  • 0
Ответ на "Владимир Путин допустил возможность временного введения на Украине внешнего управления под эгидой ООН"
  • 31.03 02:39
  • 312
Главком ВМФ России: проработан вопрос о создании нового авианосца
  • 31.03 02:18
  • 1
Как Франция наводит украинские удары
  • 31.03 01:28
  • 0
О "сдерживании России" еврославянскими Аника-воинами.
  • 30.03 21:10
  • 0
Ответ на ""Сдержать Россию": зачем Польше нужны войска США"
  • 30.03 20:11
  • 0
Немного о "НАТО на краю пропасти"
  • 30.03 20:11
  • 1
Ответ на "Украина. В погоне за победой ЕС навредил сам себе, а НАТО теперь беззащитна (IL Fatto Quotidiano, Италия)"
  • 30.03 17:47
  • 6
«Мировое разделение труда — вещь очень ненадежная»
  • 30.03 14:16
  • 8614
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков