Onlangs heeft een onderzoeksteam van de Universiteit van Washington, geïnspireerd door de manier waarop paardenbloemzaden zich verspreiden, een batterijvrij miniatuur milieusensorapparaat ontwikkeld dat met behulp van wind naar grote afstanden kan vliegen, volgens Memes Consulting. Het plaatsen van meer sensoren in een groot gebied zorgt voor een unieke nieuwe aanpak.
Omgevingssensoren worden vaak gebruikt om temperatuur, vochtigheid, gas, regenval, licht of andere omgevingsfactoren onder verschillende omgevingsomstandigheden te meten. Het nieuwe milieusensorapparaat dat is ontwikkeld door de Universiteit van Washington in de Verenigde Staten kan gemakkelijk duizenden sensoren over een groot gebied bedekken met behulp van wind zonder dat onderzoekers tijd hoeven te besteden aan het instellen ervan.
"Tijdens de verspreidingsvlucht van paardenbloemzaad vertraagt de pappus rond het midden van de zaden hun afdaling. We hebben er een tweedimensionale projectie van gemaakt om het basisontwerp van de structuur van het bionische apparaat te creëren." De hoofdonderzoeker van de studie: "Terwijl we gewicht toevoegen, buigt de kuifstructuur van het apparaat naar binnen, dus hebben we een lus toegevoegd om het apparaat sterker te maken en het gebied uit te breiden om de snelheid van fatsoenlijk te vertragen."
Een klein apparaat gebaseerd op het principe van paardebloemzaadverspreiding dat ten minste 4 sensoren kan dragen (Bron: University of Washington)
Het apparaat weegt ongeveer 30 keer het gewicht van 1 mg paardenbloemzaden. Toch kan het 100 meter vliegen bij lichte wind. Elk apparaat kan minstens vier kleine sensoren dragen en nadat ze zijn geland, kunnen ze ook gegevens delen vanaf 60 meter afstand.
Om het apparaat licht te houden, kozen de onderzoekers ervoor om zonnepanelen te gebruiken in plaats van batterijen voor stroom. Dit heeft echter bepaalde nadelen, zoals de panelen die naar beneden zijn gericht wanneer het apparaat valt als gevolg van omdraaien in de lucht of niet in staat zijn om 's nachts te werken.
Hoewel de apparaten 95 procent van de tijd met de zonnepanelen naar boven gericht landden, werden de onderzoekers nog steeds geconfronteerd met het probleem hoe ze 's nachts goed konden functioneren. Omdat de elektronica bij zonsondergang wordt uitgeschakeld, zelfs als de zon opkomt, hebben deze apparaten een kleine hoeveelheid stroom nodig om opnieuw op te starten.
"De uitdaging met dit project is dat de meeste eenheden veel energie verbruiken voor een korte periode wanneer ze voor het eerst worden ingeschakeld," zegt Vikram Iyer, "omdat ze zichzelf controleren om ervoor te zorgen dat alles goed werkt voordat ze code of taken uitvoeren. Het gebeurt ook als een telefoon of laptop aanstaat, behalve dat ze batterijen hebben."
Om dit probleem op te lossen, voegden de onderzoekers condensatoren toe aan het ontwerp van het elektronische apparaat, waardoor het voldoende stroom kon opslaan om 's nachts te blijven draaien.
"Met behulp van een klein circuit kunnen we detecteren hoeveel energie er in de elektronica is opgeslagen," zei Vikram Iye. "Naarmate de zon opkomt, komt er meer energie binnen en wanneer het circuit detecteert dat de opgeslagen energie boven een bepaalde drempel ligt, activeert het De rest van het systeem is actief."
Om beter te begrijpen hoe ver de apparaten in de wind kunnen reizen, experimenteerden de onderzoekers met het droppen van drones. Bovendien kan het door de grootte van het apparaat aan te passen een betere afstandsverdeling bereiken wanneer het landt.
Omdat er geen batterij in het apparaat zit, is er geen afvoerconditie, waardoor het continu kan werken, tenzij het apparaat uitvalt. Hoewel dit aanzienlijke voordelen heeft, zijn er bepaalde valkuilen verbonden aan het plaatsen van een groot aantal elektronische apparaten in een grote omgeving.
Het team onderzoekt momenteel mogelijke toepassingen van deze technologie. Vikram Iye zei: "Dit onderzoek is nog maar net begonnen, wat het spannend maakt. Er zijn nog veel onderzoeksrichtingen die we moeten verkennen, zoals het ontwikkelen van grootschalige toepassingsimplementaties, het maken van apparaten die van vorm kunnen veranderen wanneer ze landen. , of om mobiliteit aan het apparaat toe te voegen, zodat het op de grond naar ons interessegebied kan bewegen."
GMKJ Technology is nauw betrokken bij gezonde en slimme lichtbronnen, biedt de markt een volledig assortiment ultraviolette UVA UVB UVC LED, infrarood IR LED VCSEL-producten en -oplossingen en heeft honderden hoogwaardige partners in binnenlandse en buitenlandse markten om gezamenlijk het gebruik van lichttechnologie te bevorderen om een gezond en slim leven te creëren. .
