Войти

Для микродронов и насекомых разработали сбрасываемый датчик

1141
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
  • 02.01 20:18
  • 0
Комментарий к "С-500: российское оружие победы или бумажный тигр? (The National Interest, США)"
  • 02.01 19:50
  • 12611
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.01 16:23
  • 5
ОБТ Т-90М2 «Рывок-1» – перспективный российский танк
  • 02.01 02:43
  • 0
Комментарий к "С развертыванием “Орешника” в Белоруссии Россия развивает передовую инфраструктуру для стратегического ядерного сдерживания (Military Watch Magazine, США)"
  • 02.01 02:14
  • 14
Всемирное Смутное время: хочет ли в действительности Европа воевать - Мнения ТАСС
  • 01.01 06:45
  • 16
В России собрались использовать для перевозки пассажиров дирижабли
  • 01.01 05:03
  • 0
Комментарий к "Риск самосбывающихся пророчеств: какие угрозы видит российский сенатор"
  • 01.01 00:18
  • 0
О концепции "молниеносного глобального удара (Prompt global strike)"
  • 31.12 22:15
  • 0
О развитии ВМФ РФ
  • 31.12 21:13
  • 0
О "модернизации российской ядерной триады"
  • 31.12 19:49
  • 0
Комментарий к "США предупредили о «ценном активе Путина»"
  • 31.12 07:30
  • 0
Комментарий к "Фатальный провал США скажется на морском соперничестве с Китаем"
  • 31.12 01:20
  • 0
Комментарий к "Провал «самого смертоносного истребителя США» оправдали"
  • 30.12 22:43
  • 0
Комментарий к "Полюбит ли весь мир Су-57 с новым двигателем? (The National Interest, США)"
  • 30.12 20:21
  • 0
Комментарий к "Российские военные до конца года получат 16 серийных танков "Армата" - газета"