العلماء يريدون تغطية الأرض بأجهزة الاستشعار كيف؟ العث

يريد الباحثون دراسة كل بوصة مربعة من كوكب الأرض. ولكن ليس من السهل دراسة كل بوصة مربعة من كوكب الأرض. يصعب على البشر الوصول إلى بعض المناطق من أجل المراقبة. ماهي الاجابة؟ وفقا لمحققين من جامعة واشنطن، فإن الحل يحدق في وجوهنا مباشرة: لماذا؟ عدم استخدام الحشرات الطائرة، مثل العث، لوضع أجهزة الاستشعار في الأماكن التي يصعب عادةً الوصول إليها يصل؟

حسنًا، قد لا يكون "وضع" المستشعرات دقيقًا تمامًا. وبدلاً من ذلك، تتمثل الفكرة في استخدام الحشرات كمنصة طيران لحمل أجهزة استشعار صغيرة وخفيفة الوزن، تزن أقل من جزء من مائة من الأوقية. يمكن تثبيت هذا المستشعر الذي تنقله الحشرات في مكانه باستخدام دبوس مغناطيسي صغير، محاط بملف رفيع من الأسلاك. عندما تكون الحشرة في الموقع الصحيح، يقوم الباحثون بتشغيل الملف عن بعد لإنشاء مجال مغناطيسي عن طريق توليد تيار يمر عبره. يؤدي هذا إلى خروج الدبوس المغناطيسي من مكانه، ويغوص المستشعر بأمان من ارتفاع يصل إلى 72 قدمًا دون أن ينكسر. إنه يعادل أ تسليم الطائرات بدون طيار أو انخفاض الإمدادات العسكرية - ولكن، كما تعلمون، مع وجود حشرات حية صغيرة جدًا.

"يعد إسقاط الأشياء من الجو طريقة رائعة لإيصال الأشياء إلى أماكن يصعب الوصول إليها" فيكرام آيروقال طالب دكتوراه في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بجامعة واشنطن لـ Digital Trends. "هذه استراتيجية يستخدمها الناس في سيناريوهات الكوارث لتوصيل المواد الغذائية والإمدادات الطبية، ويتم تنفيذها عادةً بطائرات كبيرة أو مروحيات. وهذا ما جعلنا نفكر، هل يمكننا استخدام نفس الفكرة مع طائرات بدون طيار أصغر بكثير، أو حتى حشرات حية، لإطلاق أجهزة استشعار عبر منطقة كبيرة؟

بالنسبة للجزء الأكبر، فإن إسقاط قطعة من المعدات عالية التقنية بما يعادل ستة طوابق يعد خبرًا سيئًا. ولكن من خلال جعل أجهزة الاستشعار الخاصة بهم تزن نفس وزن عود الأسنان تقريبًا، حتى بدون مظلة، تكون خفيفة بما يكفي بحيث لا تتضرر في الخريف. وشبهها آير بكيفية نجاة النملة من السقوط من أعلى مبنى إمباير ستيت.

بمجرد وصولها إلى الأرض، يمكن بعد ذلك استخدام أجهزة الاستشعار لتسجيل معلومات مثل درجة الحرارة أو الرطوبة (وربما أكثر في المستقبل).

الحشرات: منصة المستقبل

ربما من المثير للدهشة أن جامعة واشنطن ليست المكان الوحيد المهتم بإعادة استخدام الثغرات لاستخدامات التكنولوجيا المتقدمة. على العكس من ذلك، في الواقع. لدى وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA). خنافس وحيد القرن الطائرة حولها مثل مروحيات RC المصغرة. توسعت مختبرات الأبحاث الأخرى في فكرة التحكم في الحشرات عن بعد لإنشاء خنافس سايبورغ. إنهم يتحكمون في الإشارات المرسلة إليهم بحيث تزيد سرعة المخلوقات، وتبطئ، وتقطع خطوات أطول أو أقصر، وحتى تغير مشيتها وفقًا للأوامر.

ثم هناك الجراد الآلي الذي يرتدي حقائب الظهر، ويشم القنابل، والذي تم تطويره في جامعة واشنطن في ولاية ميسوري، تم وصفه مسبقًا في الاتجاهات الرقمية باعتباره "جسرًا بين علم الأعصاب والهندسة". وقد تلقى هذا العمل مؤخرًا تمويلًا من مكتب الأبحاث البحرية.

من الصعب ألا نعتقد أن جيوش العث التي تستخدم أجهزة استشعار التجسس يمكن أن يكون لها تطبيقات عسكرية محتملة. من الصعب أن نتخيل منصة تسليم أكثر سرية لنشر أجهزة استشعار المراقبة من عدد قليل من الفراشات غير الضارة التي ترفرف بهدوء في السماء. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، يبدو أن التطبيقات متجذرة قليلاً في الأبحاث الأساسية.

على الرغم من أن هذا المشروع لا يزال في الأيام الأولى، إلا أن الفكرة المركزية تكمن في أنه يمكن تخصيصه وفقًا لذلك المتطلبات - وتطوير تكنولوجيا الاستشعار اللازمة لتسجيل أي معلومات تبحث عنها ل.

كيف سيتم استخدامها؟

ويعتقد الباحثون في المشروع أنه باستخدام تقنياتهم غير العادية، سيكون من الممكن القيام بذلك قصف مساحات كبيرة بشكل فعال باستخدام أجهزة استشعار صغيرة لرصد البيانات مثل الظروف في منطقة كبيرة مساحة الغابة. يمكن لأجهزة الاستشعار نقل البيانات على مسافة تصل إلى كيلومتر واحد (0.6 ميل)، وتستهلك طاقة قليلة جدًا بحيث يمكن تشغيلها لسنوات باستخدام بطارية واحدة.

"الأبحاث البيئية مثل اكتشاف انتشار حرائق الغابات أو مراقبة الانبعاثات على مساحة كبيرة هي تطبيقات محتملة" ماروتشي كيم، قال طالب دكتوراه آخر عمل في المشروع لـ Digital Trends. "يمكن أن تستفيد المزارع الذكية أيضًا من القدرة على نشر الأشياء بسرعة على مساحة كبيرة أيضًا في أماكن مثل المنشآت الصناعية حيث قد يكون لديك أماكن يصعب الوصول إليها حيث تحتاج إلى وضع المستشعر. مجال آخر محتمل هو دراسة الحيوانات الصغيرة أو الأنواع الغازية؛ يمكنك ربط هذا بشيء مثل طائر صغير أو حشرة واستخدام مستشعر درجة الحرارة الموجود على متن الطائرة لتحريره عندما يصل إلى العش، وهو ما يشير على الأرجح إلى ارتفاع درجة الحرارة.

وقال كيم إن الباحثين يعملون حاليًا مع وزارة الزراعة بولاية واشنطن للمساعدة في تعقب الدبور الآسيوي العملاق الغازي. وقال: "في الوقت الحالي، نستخدم فقط جزء المستشعر اللاسلكي بهدف تتبع الدبور الحي إلى مستعمرته". "لكن في المستقبل، يمكننا إضافة آلية الإطلاق وإسقاط الجهاز بمجرد وصوله إلى العش".

وكانت هناك ورقة تصف العمل بعنوان "إسقاط شبكات الاستشعار من الطائرات بدون طيار والحشرات". تم تقديمه مؤخرًا في مؤتمر MobiCom 2020.

توصيات المحررين

• لا حاجة إلى أبقار: الحليب المُنتج في المختبر الخاص بهذه الشركة الناشئة مطابق للحليب الحقيقي

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.