NFC Device Supported Micro Air Vehicles é uma equipe chique. Os pesquisadores estão trabalhando na próxima fase de um projeto de três anos para criar um micro dispositivo. Isso pode voar. coletar leituras de sensores no ar ambiente e transmitir os resultados através da comunicação de campo próximo (NFC). NFC tag é uma espécie de Tag RFID. O dispositivo NFC tem asas especiais e design para cair da aeronave e decolar.
A Equipe
Publicou seu primeiro artigo revisado por pares sobre o assunto na revista Nature em setembro 2021. Mais trabalho está em andamento e descreverá em um trabalho de acompanhamento neste verão. Todo o dispositivo do sensor equipa com aletas, Software NFC em chip (SOC) e tecnologia de sensores. O tamanho é apenas alguns milímetros. Você pode optar por usar outras tecnologias sem fio para reduzi-la ao tamanho da areia. Quando a tag soltar no fluxo de ar. Sua asa 3D permite que ele deslize com o fluxo de ar em uma combinação de rotação e movimento de deslizamento.
Nfc micro veículo aéreo
O objetivo da equipe é projetar uma tecnologia sem bateria que possa se dispersar no ambiente para capturar informações de sensores ambientais. Como poluentes e padrões climáticos, ao deslizar para a terra. A tecnologia NFC pode ser usada para capturar dados acumulados do sensor depois que a tag é aterrissada. John Rogers, Professor de Bioeletrônica na Universidade Northwestern. E coautor do white paper, disse que uma das características únicas do dispositivo é que. Ele usa um conjunto de tecnologia de sensores para monitorar os parâmetros fisiológicos do corpo humano.
Dispositivo NFC
Sobre o passado
Década ou mais, pesquisadores da Universidade têm construído e testado tais biosensores. Incluindo pequenos dispositivos de adaptação corporal ou implantes para atender às necessidades dos pacientes, ou pesquisa biológica básica em humanos ou animais. “Temos uma gama de dispositivos NFC,” Rogers disse, que podem transmitir e encaminhar dados do sensor em 13.56 MHz de acordo com iso 14443. A tag não só responde à transmissão do leitor. Como o embutido na maioria dos smartphones, mas também transmite seu próprio número de identificação único e dados de sensores coletados.
De rastreamento
Ao rastrear condições físicas, rótulos e sensores podem ser implantados diretamente no corpo humano ou ligados à pele. “Nestes casos, você não tem que se preocupar com a dispersão – você acabou de colocá-los onde você precisa deles,” Rogers disse. “O objetivo de nosso trabalho recente é levantar a questão. ‘ Existe uma maneira de usar a base da tecnologia e do corpo de equipamentos integrados para monitorar a saúde e não os processos ambientais?'” ele lembrou o desenvolvimento de micro veículos aéreos.
John Rogers
De acordo com Rogers, rótulos para monitoramento ambiental precisam ser distribuídos em grande escala. “Então essa é a questão,” Ele disse. “Tentamos responder: Qual é o mecanismo da difusão?’ o que levou ao estudo da aerodinâmica do voo passivo. Pesquisadores recorreram à natureza para pedir ajuda. Até certo ponto, eles simulam sua pesquisa. As asas de sementes de bordo caíram da árvore e deixar o vento levá-los para longe dos galhos. Além de simplesmente aplicar uma asa. Eles também usaram três asas para guiar o voo passivo em uma configuração de helicóptero com forma tridimensional.
Circuito integrado
O centro do dispositivo é um circuito integrado. Quando o micro veículo aéreo cai no ar, suas asas interagem com o fluxo de água para produzir movimento rotacional lento e estável. O peso dos equipamentos eletrônicos distribuídos no centro da microaérea para evitar que ela perca o controle. E caindo de uma forma caótica. Não há bateria., mas a fonte de energia incorporada do chip pode coletar energia ambiental da luz solar e armazenar os dados do sensor coletado.
Mini tag
Fotodiodo
A fotodioda gera uma fotocorrente cuja magnitude está relacionada à intensidade de exposição. A corrente carrega o dispositivo de tal forma que a carga acumulada pode definir a tensão no supercapacitor no chip. O que indica a dose de exposição, indicando assim o tamanho e concentração de material particulado no ar. Rogers disse que quando a etiqueta foi perguntado, sua resposta produziu um conjunto de tensões cumulativas. Cada um correspondendo a uma dose de diferentes comprimentos de onda. “Então, indiretamente,” Ele disse, “Ele informa a densidade e o tamanho das partículas no ambiente por meio de informações espectrais.”
Uma vez que o sensor pousa
Ele aguarda a transmissão de dados. Rogers disse que uma maneira de coletar dados é usar UAVs voando baixo equipados com Leitores de NFC. À medida que a tag cai, o drone pode digitalizar uma área para ler os dados da tag, e, em seguida, enviá-lo para o servidor. “Conceitualmente,” ele explicou, “você está dobrando a quantidade de dados 3D (capturado quando o rótulo passa pela atmosfera) em uma superfície 2D, e então você pode digitalizá-lo.”
Até agora, o teste realizado no ambiente NFC, não no campo. Para testar a capacidade do dispositivo de capturar dados de partículas, a equipe usou uma câmara de geração de poeira com bastões de incenso, velas de fumaça e amido de milho. Uma série de quatro ventiladores colocados na parte inferior da câmara geram fluxo de ar, através do qual o micro veículo aéreo pode deslizar.
A próxima etapa
A próxima etapa de desenvolvimento pode envolver testes ao ar livre do equipamento e outras Engenharia de Asa. “Estamos estudando diferentes tipos de estruturas de asas,” Rogers disse. “A inspiração vem de diferentes tipos de sementes.” Ele apontou que há mais de uma maneira de voar na natureza. Por exemplo, enquanto a pesquisa inicial se concentrou no movimento do helicóptero durante a queda livre, “você pode imaginar dentes-de-leão, estruturas de paraquedas, e outros tipos de planadores,” estas são outras formas potenciais de dispersar sensores para o chão
Não a Única NFC
NFC não é a única maneira de capturar dados de um dispositivo. A equipe também explorou os produtos químicos descoloração que podem ver pelas câmeras instaladas no UAV. Por exemplo, amarelo pode indicar a detecção de poluentes na atmosfera superior. “Alguns de nossos trabalhos também se concentraram no desenvolvimento desses métodos colorimétricos,” Rogers disse. “Estamos à procura de uma variedade de métodos, cada uma delas é adequada para diferentes aplicações e tem mais possibilidades de combinação.” Ele acrescentou: “Acho que no final das contas, digital wireless será a única maneira de ir.” dados específicos podem ser coletados através da tecnologia NFC, incluindo o ID exclusivo do sensor e os resultados precisos do sensor transmitidos.
Uma versão biodegradável
Da tecnologia pode surgir, baseando-se no trabalho da equipe em implantes temporários baseados em dispositivos eletrônicos bioabsorbáveis. “Temos todo um conjunto de materiais que podem suportar formas complexas de produtos eletrônicos,” Rogers disse. “Mas como uma característica definidora única, ele tem a capacidade de dissolver na água.” Neste trabalho, os pesquisadores trabalharam com uma fundição comercial de silício para construir circuitos integrados de silício biodegradáveis, que podem suportar funções NFC em princípio.
A longo prazo
Rogers especula que esses dispositivos podem monitorar várias condições. Incluindo padrões climáticos, derramamentos químicos e a disseminação de patógenos ou doenças infecciosas. Ao mesmo tempo, a equipe continua a estudar o fluxo de ar. Que pode ser induzido quando o rótulo passa pela atmosfera superior. Olhando para o futuro, pesquisadores esperam estabelecer contatos com empresas de tecnologia para completar o próximo passo de desenvolvimento.
