Forskare vill täcka jorden med sensorer. Hur? Malar

Forskare vill studera varje kvadrattum av planeten jorden. Men inte varje kvadrattum av planeten jorden är lätt att studera. Vissa områden är utmanande för människor att ta sig till för att övervaka. Vad är svaret? Enligt utredare från University of Washington stirrar lösningen oss rakt i ansiktet: Varför inte använda flygande insekter, såsom nattfjärilar, för att placera sensorer på platser som vanligtvis skulle vara svåra att nå?

OK, att "placera" sensorer kanske inte är helt korrekt. Tanken är istället att använda insekter som en flygande plattform för att bära små, lätta sensorer som väger mindre än en hundradels uns. Denna insektsburna sensor kan fästas på plats med hjälp av en liten magnetisk stift, omgiven av en tunn trådspole. När insekten är på rätt plats triggar forskarna spolen på distans för att skapa ett magnetfält genom att generera en ström som går genom den. Detta gör att den magnetiska stiftet hoppar ur sin plats och sensorn kan säkert störta från en höjd av upp till 72 fot utan att gå sönder. Det motsvarar en

"Att släppa saker från luften är ett bra sätt att få saker till svåråtkomliga platser" Vikram Iyer, en doktorand i elektro- och datorteknik vid University of Washington, berättade för Digital Trends. "Det här är en strategi som människor använder i katastrofscenarier för att leverera mat och medicinska förnödenheter, och den görs vanligtvis med stora flygplan eller helikoptrar. Det fick oss att tänka, kan vi använda samma idé med mycket mindre drönare, eller till och med levande insekter, för att släppa ut sensorer över ett stort område?

För det mesta är det dåliga nyheter att tappa en högteknologisk utrustning motsvarande sex våningar. Men genom att få sina sensorer att väga ungefär lika mycket som en tandpetare, även utan fallskärm är de tillräckligt lätta för att de inte skadas på hösten. Iyer liknade det vid hur en myra kunde överleva ett fall från toppen av Empire State Building.

Väl på marken kan sensorerna sedan användas för att registrera information som temperatur eller luftfuktighet (och i framtiden kanske mer).

Insekter: Framtidens plattform

Kanske överraskande, University of Washington är inte den enda platsen som är intresserad av att återanvända buggar för högteknologisk användning. Långt därifrån, faktiskt. Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) har flugna noshörningsbaggar runt som RC-helikoptrar i miniatyr. Andra forskningslabb har utökat detta begreppet fjärrstyrda insekter att skapa cyborgbaggar. De kontrollerar signalerna som sänds till dem så att varelserna snabbar upp, saktar ner, tar längre eller kortare steg och till och med ändrar sin gång enligt kommandon.

Sedan finns det ryggsäcksbärande, bombsniffande cyborggräshoppor utvecklade vid Washington University i Missouri, tidigare beskrivits till Digital Trends som en "bro mellan neurovetenskap och teknik." Det arbetet har senast fått medel från Office of Naval Research.

Det är svårt att inte tro att arméer av nattfjärilar som spionerar av sensorer kan ha potentiella militära tillämpningar. Det är svårt att föreställa sig en mer smygande leveransplattform för att distribuera övervakningssensorer än några ofarliga nattfjärilar som tyst fladdrar genom himlen. För närvarande låter det dock som att applikationerna är lite mer förankrade i grundforskning.

Även om det är tidiga dagar för projektet, är briljansen med den centrala idén att den kan anpassas efter krav – och utvecklingen av den nödvändiga avkänningstekniken för att registrera vilken information du än letar efter för.

Hur kommer det att användas?

Forskarna i projektet tror att det skulle vara möjligt att använda deras ovanliga teknik effektivt matta bombar stora områden med små sensorer för att övervaka data såsom förhållandena i en stor område av skog. Avkänningsenheterna kan överföra data i räckvidder på upp till 1 kilometer (0,6 miles) och förbrukar så lite ström att den har potential att köras i flera år på ett enda batteri.

"Miljöforskning som att kanske upptäcka spridning av skogsbränder eller övervaka utsläpp över ett stort område är potentiella tillämpningar," Maruchi Kim, berättade en annan doktorand som arbetade med projektet för Digital Trends. "Smarta gårdar skulle också kunna dra nytta av att snabbt kunna distribuera saker över ett stort område, liksom i utrymmen som industrianläggningar där du kan ha svåråtkomliga platser där du behöver placera en sensor. Ett annat potentiellt område är att studera små djur eller invasiva arter; du kan fästa den på något som en liten fågel eller insekt och använda den inbyggda temperatursensorn för att släppa den när den kommer till ett bo, troligtvis indikerad av en temperaturspets."

Kim sa att forskarna för närvarande arbetar med Washington State Department of Agriculture för att hjälpa till att spåra den invasiva asiatiska jättebålgetingen. "För tillfället använder vi bara den trådlösa sensordelen med målet att följa en levande bålgeting tillbaka till en koloni," sa han. "Men i framtiden kan vi lägga till frigöringsmekanismen och släppa enheten när den når ett bo."

En artikel som beskrev arbetet, med titeln "Airdropping sensor networks from drönare och insekter", var presenterades nyligen på MobiCom 2020-konferensen.

Redaktörens rekommendationer

• Inga kor krävs: Denna startups labbodlade mjölk är identisk med den äkta varan

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.