地球上不乏研究人员难以研究的地方,要么因为它们危险,要么因为它们难以接近。
现在,华盛顿大学(UW)的研究人员表示,他们已经找到了一个潜在的解决方案:一个微小的98毫克的传感器系统(不到百分之一盎司)可以被昆虫携带或搭载在微型无人机上,直到到达目的地。
上图中的传感器可以安装在一枚硬币的表面上。图片由Iyer et al./MobiCom 2020和华盛顿大学
一旦到达那里,在接收到蓝牙指令后,传感器就会从高处释放出来,它可以从72英尺的高度坠落并着陆而不会折断。
让不可访问的东西变得可访问
UW团队在MobiCom 2020上展示了他们的研究,并解释了其中的原理这项工作的灵感来自于军队如何用直升机向灾区空投食物和必需品。
“我们受到了启发,并提出了这样一个问题:我们能否使用类似的方法来绘制出人们无法到达的狭小或危险区域的情况?”威斯康星大学副教授、资深作者希亚姆·Gollakota说。
这种传感器是如此之小,以至于昆虫都可以携带,比如飞蛾。图片由马克·斯通提供,华盛顿大学
研究人员称,这是首次有人证明微型无人机或飞蛾等昆虫可以释放传感器,它们比任何无人机都能更好地穿越狭窄空间和危险环境。它们还可以飞得更远、飞得更久,因为它们不受电池功率等限制。
独特的机械释放机制
为了将传感器固定在无人机或昆虫上,需要使用一根由细线圈环绕的磁针。然后,当地面上的研究人员发出无线指令,通过线圈产生电流产生磁场时,就可以释放它。这个磁场导致磁针弹出位置,使传感器落到地面,当它从22米高的地方落下时抖动。
除了运输昆虫,传感器也可以由小型无人机投下。图片由马克·斯通提供,华盛顿大学
研究人员表示,他们的系统是这类系统中的第一个,能够空投低功率、远程的无线传感器,而且由于它们的质量和体积小,不会受到任何损害。
传感器结构
至于传感器,它的电池被设计在一个角落里。当传感器下落时,电池开始绕着角落旋转,产生额外的阻力,减缓下降速度。再加上传感器重量轻,最大下落速度限制在每小时11英里左右。
研究小组的下一个议程是开发一种机制,在传感器电池耗尽后恢复它们。一旦实现了这一点,该团队相信,他们的系统可以用于各种地点,包括具有特定景观、野生动物或历史价值的环境敏感地区。