Dispositivo NFC compatible con Micro Air Vehicles es un personal elegante. Los investigadores están trabajando en la siguiente fase de un proyecto de tres años para crear un micro dispositivo. Que puede volar. recoger las lecturas de los sensores en el aire ambiente y transmitir los resultados a través de la comunicación de campo cercano (NFC). La etiqueta NFC es una especie de Etiqueta RFID. El dispositivo NFC tiene alas especiales y diseño para caer de la aeronave y despegar.
El equipo
Publicó su primer artículo revisado por pares sobre el tema en la revista Nature en septiembre. 2021. Se está trabajando más y se describirá en un documento de seguimiento este verano. Todo el dispositivo sensor está equipado con aletas, Software NFC en chip (SOC) y tecnología de sensores. El tamaño es de solo unos pocos milímetros. Puede optar por utilizar otras tecnologías inalámbricas para reducirlo al tamaño de la arena. Cuando la etiqueta se libera en el flujo de aire. Su ala 3D le permite desplazarse con el flujo de aire en una combinación de rotación y movimiento de deslizamiento..
Vehículo microaire NFC
El objetivo del equipo es diseñar una tecnología sin batería que pueda dispersarse en el entorno para capturar información de sensores ambientales.. Como contaminantes y patrones climáticos, al deslizarse hacia la tierra. La tecnología NFC se puede utilizar para capturar los datos acumulados del sensor después de aterrizar la etiqueta. Juan Rogers, Profesor de Bioelectrónica en la Universidad Northwestern. Y coautor del libro blanco, dijo que una de las características únicas del dispositivo es que. Utiliza un conjunto de tecnología de sensores para monitorear los parámetros fisiológicos del cuerpo humano..
Dispositivo NFC
En el pasado
Década o más, Investigadores de la Universidad han estado construyendo y probando tales biosensores. Incluyendo dispositivos o implantes de adaptación de cuerpos pequeños para satisfacer las necesidades de los pacientes, o investigación biológica básica en seres humanos o animales. “We have a range of NFC devices,” Rogers dijo, que puede transmitir y reenviar datos del sensor en 13.56 MHz de acuerdo con ISO 14443. La etiqueta no solo responde a la transmisión del lector. Como el integrado en la mayoría de los teléfonos inteligentes, pero también transmite su propio número de identificación único y los datos del sensor recopilados.
Seguimiento
Al rastrear las condiciones físicas, Las etiquetas y los sensores pueden implantarse directamente en el cuerpo humano o adherirse a la piel. “In these cases, no tiene que preocuparse por la dispersión – simplemente los pones donde los necesitas,” Rogers dijo. “The goal of our recent work is to raise the question. ‘ ¿Hay alguna manera de utilizar la base de la tecnología y el equipo integrado del cuerpo para monitorear la salud en lugar de los procesos ambientales??'” recordó el desarrollo de micro vehículos aéreos.
Juan Rogers
Según Rogers, las etiquetas para el monitoreo ambiental deben distribuirse a gran escala. “So that’s the question,” dijo. “We tried to answer: '¿Cuál es el mecanismo de difusión??’ lo que llevó al estudio de la aerodinámica del vuelo pasivo. Los investigadores recurrieron a la naturaleza en busca de ayuda. Hasta cierto punto, simulan su investigación. Las alas de las semillas de arce se cayeron del árbol y dejaron que el viento las alejara de las ramas.. Además de simplemente aplicar un ala. También utilizaron tres alas para guiar el vuelo pasivo en una configuración de helicóptero con forma tridimensional..
Circuito integrado
El centro del dispositivo es un circuito integrado. Cuando el micro vehículo aéreo cae en el aire, sus alas interactúan con el flujo de agua para producir un movimiento de rotación lento y estable. El peso de los equipos electrónicos se distribuye en el centro de la micro aeronave para evitar que pierda el control. Y cayendo de una manera caótica. No hay batería, pero la fuente de alimentación incorporada del chip puede recopilar energía ambiental de la luz solar y almacenar los datos del sensor recopilados.
Mini etiqueta
Fotodiodo
El fotodiodo genera una fotocorriente cuya magnitud está relacionada con la intensidad de la exposición.. La corriente carga el dispositivo de tal manera que la carga acumulada puede definir el voltaje en el supercondensador en el chip. Que indica la dosis de exposición, indicando así el tamaño y la concentración de material particulado en el aire. Rogers dijo que cuando se le preguntó la etiqueta, su respuesta produjo un conjunto de voltajes acumulativos. Cada uno correspondiente a una dosis de diferentes longitudes de onda. “So indirectly,” dijo, “it tells you the density and size of particles in the environment through spectral information.”
Una vez que el sensor aterriza
Espera la transmisión de datos. Rogers dijo que una forma de recopilar datos es usar UAV de bajo vuelo equipados con Lectores NFC. A medida que la etiqueta cae, El dron puede escanear un área para leer los datos de la etiqueta, y luego cárguelo en el servidor. “Conceptually,” explicó, “you’re folding the amount of 3D data (capturado cuando la etiqueta pasa a través de la atmósfera) en una superficie 2D, y luego puede escanearlo.”
Hasta el momento, la prueba realizada en el entorno NFC, no en el campo. Para probar la capacidad del dispositivo para capturar datos de partículas, el equipo utilizó una cámara de generación de polvo con palitos de incienso, velas de humo y almidón de maíz. Una serie de cuatro ventiladores colocados en la parte inferior de la cámara generan flujo de aire, a través del cual el micro vehículo aéreo puede deslizarse.
La siguiente etapa
La siguiente etapa de desarrollo puede implicar pruebas al aire libre del equipo y más ingeniería de alas.. “We are studying different types of wing structures,” Rogers dijo. “Inspiration comes from different types of seeds.” Señaló que hay más de una forma de volar en la naturaleza.. Por ejemplo, mientras que las primeras investigaciones se centraron en el movimiento del helicóptero durante la caída libre, “you can imagine dandelions, estructuras de paracaídas, y otros tipos de planeadores,” Estas son otras formas potenciales de dispersar los sensores al suelo
No es el único NFC
NFC no es la única forma de capturar datos de un dispositivo. El equipo también exploró los productos químicos de decoloración que pueden ver las cámaras instaladas en el UAV.. Por ejemplo, el amarillo puede indicar la detección de contaminantes en la atmósfera superior. “Some of our work also focused on developing these colorimetric methods,” Rogers dijo. “We are looking for a variety of methods, cada uno de los cuales es adecuado para diferentes aplicaciones y tiene más posibilidades de combinación.” Agregó.: “I think that in the end, la tecnología inalámbrica digital será el único camino a seguir.” datos específicos pueden recopilarse a través de la tecnología NFC, incluyendo el ID único del sensor y los resultados precisos del sensor transmitidos.
Una versión biodegradable
De la tecnología puede surgir, basándose en el trabajo del equipo en implantes temporales basados en dispositivos electrónicos bioabsorbibles. “We have a whole set of materials that can support complex forms of electronic products,” Rogers dijo. “But as a unique defining feature, tiene la capacidad de disolverse en agua.” En este trabajo, los investigadores trabajaron con una fundición comercial de silicio para construir circuitos integrados de silicio biodegradables, que puede soportar funciones NFC en principio.
A la larga
Rogers especula que estos dispositivos pueden monitorear varias condiciones. Incluyendo patrones climáticos, derrames químicos y propagación de patógenos o enfermedades infecciosas. Al mismo tiempo, el equipo continúa estudiando el flujo de aire. Lo que puede ser inducido cuando la etiqueta pasa a través de la atmósfera superior. Mirando hacia el futuro, Los investigadores esperan establecer contactos con empresas de tecnología para completar el siguiente paso de desarrollo.
