Войти

Для микродронов и насекомых разработали сбрасываемый датчик

1074
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
  • 17.06 14:50
  • 9416
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 17.06 14:24
  • 261
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана
  • 17.06 14:14
  • 1
Гуманитарный вопрос на Ближнем Востоке
  • 17.06 13:31
  • 3
Ответ на "За распоряжением президента нарастить возможности Сухопутных войск стоит фактическая смена многолетней доктрины""
  • 17.06 12:54
  • 906
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 17.06 07:54
  • 4
Мир с Ираном невозможен, если у Тегерана будет ядерное оружие - Трамп
  • 17.06 04:29
  • 1
СМИ США: Пентагон перебрасывает на Ближний Восток самолёты-заправщики в «беспрецедентном» количестве
  • 17.06 03:35
  • 5
Пентагон планирует развернуть к началу осени первую оперативную батарею гиперзвуковых ракет
  • 17.06 01:54
  • 4
После кейса "Ангстрема" власти изменят правила банкротства значимых компаний из-за «текущей экономической и политической ситуации»
  • 16.06 23:17
  • 1
Усталость металла: в районе Соледара разбился российский Су-25
  • 16.06 22:54
  • 1
Полковник объяснил принцип работы израильского «Железного купола»
  • 16.06 19:10
  • 5
Венгрия подписала контракт на закупку 218 боевых машин пехоты KF41 Lynx
  • 16.06 02:53
  • 1
Названы преимущества БМД-4М перед БМП-3
  • 16.06 02:16
  • 1
Financial Times: Порог применения Россией тактического ядерного оружия ниже публично заявленного российскими властями
  • 16.06 02:03
  • 1
Очередная МБР "ЯРС" загружена в шахтную пусковую установку в Козельском ракетном соединении