Wenn Sie die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Exposition über hundert Quadratmeilen Wald überwachen möchten, werden Sie viel Zeit damit verbringen, Tech-Bäume zu binden. Aber was wäre, wenn Sie Ihre Sensoren genauso streuen könnten wie Löwenzahn und Ulmen ihre Samen streuen? UW-Forscher haben Zusammengebaute Geräte, die leicht genug sind, um vom Wind getragen zu werden.
Das Projekt verschiebt die Grenzen der kleinmaßstäblichen und speziell angefertigten Computer, und obwohl es noch immer ein Prototyp ist, ist es eine interessante Richtung für eingebettete Elektronik.
„Unser Prototyp legt nahe, dass Sie eine Drohne verwenden könnten, um Tausende dieser Geräte in einem einzigen Tropfen freizugeben. Sie werden alle ein wenig anders vom Wind getragen, und im Grunde können Sie mit diesem einen Tropfen ein Netzwerk mit 1.000 Geräten erstellen“, sagte Shyam Gollakota, ein UW-Professor und produktiver Geräteentwickler.
Möglich wird dies vor allem durch den Verzicht auf jegliche Art von Batterie, was die Masse der Elektronik erheblich senkt. Ausgestattet mit nur wenigen winzigen Sensoren, einem drahtlosen Transceiver und ein paar winzigen Solarzellen wiegt das Gerät selbst weniger als 30 Milligramm.
Seine windfangende Struktur wurde nach Dutzenden von Versuchen erreicht, was letztendlich zu dieser Fahrradradform führte, die sowohl dazu führte, dass sich das Gerät weit von seinem Ausgangspunkt entfernte, als auch zu 95 Prozent der Zeit mit nach oben gerichteten Solarmodulen landete. Wenn sie von Drohnen verstreut werden, können sie etwa 100 Meter zurücklegen, bevor sie sich niederlassen.
Sobald sie gelandet sind, arbeiten sie, wann immer es hell ist, und verwenden Hochfrequenz-Rückstreuung, um ihre Signale von der Umgebung und untereinander abzuprallen und ein Ad-hoc-Netzwerk zu bilden, das von einem Steuergerät erfasst werden kann.
Es ist bei weitem nicht die Mobilität des wunderbar leichten Löwenzahnsamens, der ein einziges Milligramm wiegt und kilometerweit reisen kann. Aber die Natur hatte Äonen, um ihre Designs zu perfektionieren, während das Team von UW erst vor kurzem damit begonnen hat. Die andere Herausforderung ist natürlich die Tatsache, dass sich echte Samen irgendwann entweder in Löwenzahn verwandeln oder zu nichts zerfallen – während tausend Sensoren verbleiben würden, bis sie aufgehoben oder in Stücke gerissen würden. Das Team sagte, dass sie daran arbeiten, obwohl das Gebiet der biologisch abbaubaren Elektronik noch jung ist.
Wenn sie den Winkel des Elektroschrotts (und wahrscheinlich den Winkel der Tiere, der sie frisst) herausfinden können, könnte dies sehr hilfreich für Menschen sein, die versuchen, bedrohte Ökosysteme genau im Auge zu behalten.
„Das ist nur der erste Schritt, deshalb ist es so spannend. Es gibt so viele andere Richtungen, die wir jetzt einschlagen können“, sagte Hauptautor Vikram Iyer. Das Papier, das ihre Arbeit beschreibt ist heute in der Zeitschrift Nature erschienen.