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            Article / 文章中心

            科學(xué)家打造微型蒲公英傳感器原型 可輕松構(gòu)建大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

            發(fā)布時間:2022-03-18 點擊數(shù):624
            華盛頓大學(xué)研究團隊打造的新型“蒲公英”傳感器,采用了外形迷你的太陽能電池板

            在今日發(fā)表于《自然》雜志上的一篇文章中,華盛頓大學(xué)的一支研究團隊,介紹了一種可被風(fēng)吹動的微型“蒲公英”傳感器?;诖?,我們可以想象這樣一個未來 —— 隨著電子設(shè)備的持續(xù)小型化,我們可將數(shù)百個溫濕度等傳感器放置在森林或農(nóng)場的周圍,以輕松構(gòu)建一個大規(guī)模的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

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            (來自:University of Washington / Mark Stone)

            據(jù)悉,華盛頓大學(xué)研究團隊打造的新型“蒲公英”傳感器,采用了外形迷你的太陽能電池板(如上圖黑色矩形所示)。

            這種輕巧緊湊的傳感器,能夠通過數(shù)百架無人機進行投放 —— 就像隨風(fēng)飄散的蒲公英的種子那樣,有效構(gòu)建出一套龐大的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)平臺。

            值得一提的是,為了找到最佳的“蒲公英”設(shè)計,科學(xué)家們嘗試了 75 種不同的模型設(shè)計,并最終挑出了其中一種(仍有持續(xù)改進的空間)。

            現(xiàn)階段,研究人員需要耗費大量的時間與精力,才能制作出一個如此精致的傳感器。但相信隨著工業(yè)化生產(chǎn)的鋪開,這套方案仍具有相當(dāng)激動人心的應(yīng)用前景。

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            傳感器本體極其輕巧

            研究作者 Vikram Iyer 表示:“蒲公英種子有著獨特的中心點結(jié)構(gòu),一圈小毛刷能夠減緩其下落的速度。我們對其展開了二維投影,并最終確定了新型傳感器的基礎(chǔ)設(shè)計”。

            可知隨著重量的增加,刷毛會開始向內(nèi)彎曲。為此,研究人員添加了一個環(huán)形結(jié)構(gòu),以使其更加穩(wěn)固和增加撞風(fēng)面積,從而減緩傳感器的落地速度。

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            研究團隊嘗試了 75 種不同的外形設(shè)計

            不過更重要的一點,就是研究團隊選擇了用輕巧迷你的太陽能電池板、來取代笨重的電池組件。為了在太陽下山后繼續(xù)工作,傳感器還配備了一個臨時儲電的電容器。

            盡管當(dāng)前的原型重量還是達到了蒲公英種子(1 毫克)的 30 倍左右,它還是能夠在無人機投送后,于微風(fēng)中飄揚一個足球場長度的距離。

            有關(guān)這項研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然》(Nature)雜志上。原標題為《Wind dispersal of battery-free wireless devices》。