حسگرهای خورشیدی مانند دانه های قاصدک در هوا پرواز می کنند! (+فیلم و عکس)

این حسگرهای بدون باتری می توانند برای جمع آوری داده های محیطی و بررسی شرایط سلامت زیست‌بوم استفاده شوند و جالب آنکه مانند قاصدک ها در هوا پرواز می کنند...

عصر ایران - پژوهشگران دانشگاه واشنگتن با الهام از دانه های قاصدک، حسگرهای کوچکی ساخته اند که می توانند مواردی مانند میزان رطوبت، دما، فشار هوا و نور را اندازه گیری کنند. این دستگاه های مینیاتوری همراه با باد شناور شده و می توانند درک منحصر به فردی از چگونگی تاثیر تغییرات آب و هوایی بر زیست‌بوم هایی که دسترسی به آنها دشوار است، ارائه کنند.

دانلود

فیلم اصلی

رها در نسیم!

این دستگاه های دایره ای شکل از انرژی خورشیدی نیرو می گیرند و به باتری نیاز ندارند. این حسگرها پس از رها شدن از یک پهپاد می توانند با نسیمی ملایم تا 100 متر حرکت کنند. دانشمندان امیدوارند استفاده از این حسگرهای کوچک به تعداد زیاد به جمع آوری داده های محیطی و نظارت بر نوسانات رطوبت یا دما کمک کند. جزئیات این فناوری جدید در نشریه Nature منتشر شده است.

مهندسان دانشگاه واشنگتن این دستگاه های کوچک اما قدرتمند را از دیسک های پلیمری نازک ساخته و به شکلی طراحی شده اند تا در بیشترین زمان ممکن در هوا باقی بمانند. حسگرها و قطعات الکترونیکی در مرکز این ابزارک دایره ای شکل قرار گرفته و امکان انتقال داده ها تا فاصله 60 متری را فراهم می کنند.

هر حسگر از نظر اندازه منحصر به فرد است، قطری بین 10 تا 50 میلی‌متر و وزنی حدود 30 میلی‌گرم، دارند. در مقام مقایسه، دانه های قاصدک یک میلی‌گرم وزن دارند. فرود این حسگرها به گونه ای است که با دقت 95 درصدی پنل خورشیدی به سمت بالا باشد. پژوهشگران پیش از دستیابی به طراحی نهایی، بیش از 75 طراحی مختلف را آزمایش کردند.

برای توسعه و ساخت این حسگر پیشرفته، پژوهشگران از پنل های خورشیدی کوچک به جای باتری های سنگین استفاده کرده اند که این پنل ها به اندازه کافی قوی هستند تا نیروی مورد نیاز دستگاه را تامین کند.

با این وجود، حسگر نمی توانست بدون بسته باتری شارژ نگه دارد و زمانی که نور خورشید وجود نداشته باشد، خاموش می شود. از این رو، تیم پژوهشی طراحی خود را به گونه ای انجام داد تا دارای خازنی برای ذخیره مقداری شارژ باشد و از آن طی شب استفاده شود. پس از جمع آوری داده ها توسط این حسگرها، اطلاعات از طریق فناوری Backscatter (فناوری انعکاس امواج رادیویی و غیره) به پژوهشگران منتقل می کند.

از آنجایی که حسگرها عمدا در یک محیط پراکنده می شوند، یک از اشکالات احتمالی این است که آنها با مواد زیست تخریب‌پذیر ساخته نشده اند. تیم دانشگاه واشنگتن در پی یافتن روشی برای ارائه یک طراحی دوستدار محیط زیست‌تر است که انباشت میکروپلاستیک در یک زیست‌بوم را کاهش می دهد.

به گفته تیم پژوهشی دانشگاه واشنگتن، این فقط نخستین گام است و به همین دلیل بسیار هیجان انگیز است. اکنون گزینه های بسیار دیگری وجود دارند که می توانیم مد نظر قرار دهیم از جمله استفاده در مقیاس بزرگتر، ساخت دستگاه هایی که هنگام فرو افتادن تغییر شکل می دهند، یا حتی افزودن مقداری قدرت تحرک بیشتر تا پس از قرارگیری دستگاه روی زمین بتواند به اطراف حرکت کرده و به منطقه هدف نزدیک‌تر شود.