Inspirowany dmuchawcem czujnik doniesie o zmianach klimatu

Naukowcy z University of Washington stworzyli lekkie urządzenie, które, rozrzucone na wietrze, pomoże śledzić kluczowe wskaźniki zmiany klimatu.

Publikacja: 21.03.2022 12:22

Inspirowany dmuchawcem czujnik doniesie o zmianach klimatu

Foto: Adobe Stock

Projekt naukowców jest inspirowany sposobem, w jaki mniszek lekarski po przekwitnieniu wypuszcza swoje nasiona w formie delikatnego puchu, dzięki czemu mogą pokonywać spore odległości.

Urządzenie nie dorównuje lekkością swojej roślinnej inspiracji, z uwagi na fakt, że znajduje się w nim misterna elektronika. Zespół naukowców przetestował 75 projektów opartych na nasionach mniszka lekarskiego, aby określić, co doprowadziłoby do najmniejszej prędkości końcowej lub maksymalnej prędkości urządzenia, które spadłoby w powietrzu. Ostatecznie urządzenie jest około 30 razy cięższe niż 1-miligramowe nasiono mniszka lekarskiego, ale nadal może podróżować z prędkością 0,87 metra na sekundę, do 100 metrów przy umiarkowanym wietrze, od miejsca wypuszczenia przez drona. Jest też w stanie pomieścić co najmniej cztery czujniki. Po znalezieniu się na ziemi wykorzystuje maleńkie panele słoneczne do zasilania elektroniki pokładowej i może udostępniać dane z czujników nawet do 60 metrów. Znajdujący się na pokładzie niewielki kondensator umożliwia z kolei magazynowanie energii przez noc lub w pochmurne dni.

Czytaj więcej

Polacy mają świadomość zmian klimatu. Wiedzą też, co jest tego przyczyną

Rozrzucone na wiatr czynniki mają pomóc śledzić kluczowe wskaźniki zmiany klimatu i globalnego ocieplenia. W miarę pogłębiania się kryzysu klimatycznego kluczowe jest śledzenie zmian temperatury, wilgotności i innych sygnałów środowiskowych na dużym obszarze. Jednak skuteczne działanie wymaga rozproszenia czujników w całym środowisku, co może być czasochłonne.

„Zamiast kazać osobie wychodzić i indywidualnie umieszczać czujniki, co może być niebezpieczne w trudno dostępnych miejscach, w których chcielibyśmy wykonać te pomiary, zastanawialiśmy się, czy możliwe jest zbudowanie systemu, który może rozpraszać czujniki na wietrze ” – mówi Vikram Iyer

z University of Washington w Seattle, jeden z twórców urządzenia.

Do jego stworzenia wykorzystano laserowe narzędzie do produkcji urządzeń z folii poliimidowych. Każda z nich waży 30 miligramów, ma średnicę 28 milimetrów i zawiera szereg małych otworów, przez które może przechodzić powietrze, aby unosić się w powietrzu jak nasiona mniszka lekarskiego.

„Produkcja „nasion” jest szczególnie interesująca, podobnie jak projektowanie elektroniki. Oba wydają się być bardzo odporne na środowisko naturalne” – zauważa Jonathan Aitken z University of Sheffield w Wielkiej Brytanii.

Naukowiec podkreśla, jak wyjątkowe możliwości komunikacyjne posiadają wbudowane w urządzenie czujniki.

„W połączeniu z taniością urządzenia, co oznacza, że można je wdrażać w dużych ilościach, [zasięg komunikacji] sprawia, że jest to doskonała opcja, szczególnie w przypadku monitorowania obszarów rolniczych lub obszarów katastrofy” – mówi.

Projekt przewiduje, że urządzenia lądują z panelami słonecznymi skierowanymi pionowo przez 95 proc. czasu, a ich kształt i struktura pozwalają im przewracać się i spadać w konsekwentnie pionowej orientacji, podobnie jak nasiona mniszka lekarskiego.

„To naśladowanie biologii, w której zmienność jest w rzeczywistości cechą, a nie błędem” – mówi współautor projektu Thomas Daniel, profesor biologii na University of Washington.

„Rośliny nie mogą zagwarantować, że miejsce, w którym dorastały w tym roku, będzie dobre w przyszłym, więc mają trochę nasion, które mogą podróżować dalej, aby zabezpieczyć swoje zakłady” – podkreśla naukowiec.

Projekt naukowców jest inspirowany sposobem, w jaki mniszek lekarski po przekwitnieniu wypuszcza swoje nasiona w formie delikatnego puchu, dzięki czemu mogą pokonywać spore odległości.

Urządzenie nie dorównuje lekkością swojej roślinnej inspiracji, z uwagi na fakt, że znajduje się w nim misterna elektronika. Zespół naukowców przetestował 75 projektów opartych na nasionach mniszka lekarskiego, aby określić, co doprowadziłoby do najmniejszej prędkości końcowej lub maksymalnej prędkości urządzenia, które spadłoby w powietrzu. Ostatecznie urządzenie jest około 30 razy cięższe niż 1-miligramowe nasiono mniszka lekarskiego, ale nadal może podróżować z prędkością 0,87 metra na sekundę, do 100 metrów przy umiarkowanym wietrze, od miejsca wypuszczenia przez drona. Jest też w stanie pomieścić co najmniej cztery czujniki. Po znalezieniu się na ziemi wykorzystuje maleńkie panele słoneczne do zasilania elektroniki pokładowej i może udostępniać dane z czujników nawet do 60 metrów. Znajdujący się na pokładzie niewielki kondensator umożliwia z kolei magazynowanie energii przez noc lub w pochmurne dni.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Kup teraz
Zielone technologie
Naukowcy opracowali nową metodę wychwytywania CO2. Ma być tania
Zielone technologie
UE stawia na zielony przemysł. Kluczowy element „Zielonego Ładu”
Zielone technologie
„Jesteśmy na dobrej drodze do dekarbonizacji naszych zakładów” – rozmawiamy o roli stłuczki szklanej w procesie produkcji szkła
Zielone technologie
UNEP: potrzebujemy więcej inwestycji w działania przyjazne środowisku
Materiał Promocyjny
SSC/GBS Leadership Program 2023
Zielone technologie
Taki certyfikat ma tylko 20 proc. kopalni miedzi
Zielone technologie
Kurierzy na drodze do neutralności