Nfc Device Supported Micro Air Vehicles - это причудливый персонал. Исследователи работают над следующим этапом трехлетнего проекта по созданию микроустройства.. Что может летать. собирать показания датчиков в окружающем воздухе и передавать результаты через связь ближнего поля (NFC). NFC метка является разновидностью RFID-тегов. Устройство NFC имеет специальные крылья и конструкцию для падения с самолета и взлета.
Команда
Опубликовали свою первую рецензируемую статью на эту тему в журнале Nature в сентябре. 2021. В настоящее время ведется дополнительная работа, которая будет описана в последующем документе этим летом.. Все сенсорное устройство оснащено ребрами, Программное обеспечение NFC на чипе (SOC) и сенсорные технологии. Размер всего несколько миллиметров. Вы можете использовать другие беспроводные технологии, чтобы уменьшить его до размера песка.. Когда метка выпускается в воздушный поток. Его 3D-крыло позволяет ему дрейфовать с воздушным потоком в сочетании вращения и скользящего движения.
NFC микро воздушный автомобиль
Цель команды состоит в том, чтобы разработать технологию без батареи, которая может рассеиваться в окружающей среде для захвата информации датчиков окружающей среды.. Такие как загрязняющие вещества и погодные условия, при скольжении на землю. Технология NFC может использоваться для захвата накопленных данных датчиков после посадки метки. Джон Роджерс, Профессор биоэлектроники в Северо-Западном университете. И соавтор белой книги, сказал, что одной из уникальных особенностей устройства является то, что. Он использует набор сенсорных технологий для мониторинга физиологических параметров человеческого организма.
Устройство NFC
За прошедший
Десятилетие или более, Исследователи в университете строят и тестируют такие биосенсоры. Включая небольшие устройства адаптации тела или имплантаты для удовлетворения потребностей пациентов, или фундаментальные биологические исследования на людях или животных. “У нас есть ряд устройств NFC,” Роджерс сказал, который может передавать и пересылать данные датчика на 13.56 МГц в соответствии с ISO 14443. Тег не только реагирует на передачу от считывателя. Например, тот, который встроен в большинство смартфонов, но также передает свой собственный уникальный идентификационный номер и собранные данные датчика.
Отслеживание
При отслеживании физических состояний, этикетки и датчики могут быть имплантированы непосредственно в тело человека или прикреплены к коже. “В этих случаях, Вам не нужно беспокоиться о дисперсии – Вы просто помещаете их туда, где они вам нужны,” Роджерс сказал. “Цель нашей недавней работы состоит в том, чтобы поставить этот вопрос. ‘ Есть ли способ использовать основу технологии и интегрированного в организм оборудования для мониторинга здоровья, а не экологических процессов?'” он напомнил о разработке микро-воздушных транспортных средств.
Джон Роджерс
По словам Роджерса, этикетки для мониторинга окружающей среды должны распространяться в больших масштабах. “Вот в чем вопрос,” Он сказал. “Мы попытались ответить: «Каков механизм диффузии?’ что привело к изучению аэродинамики пассивного полета. Исследователи обратились за помощью к природе. В какой-то степени, они моделируют свои исследования. Крылья семян клена упали с дерева и позволили ветру унести их с ветвей.. В дополнение к простому применению одного крыла. Они также использовали три крыла для управления пассивным полетом в конфигурации вертолета с трехмерной формой..
Интегральная схема
Центром устройства является интегральная схема. Когда микро-воздушное средство падает в воздух, его крылья взаимодействуют с потоком воды, создавая медленное и стабильное вращательное движение. Вес электронного оборудования распределяют в центре микросамолета, чтобы он не потерял управление. И кувыркаясь хаотично. Нет батареи, но встроенный блок питания чипа может собирать энергию окружающей среды от солнечного света и хранить собранные данные датчика.
Мини-тег
Фотодиод
Фотодиод генерирует фототок, величина которого связана с интенсивностью экспозиции. Ток заряжает устройство таким образом, что накопленный заряд может определять напряжение на суперконденсе на чипе. Что указывает на экспозиционную дозу, таким образом, указывая на размер и концентрацию твердых частиц в воздухе. Роджерс сказал, что когда тег был задан, его отклик произвел набор кумулятивных напряжений. Каждый из них соответствует дозе различных длин волн. “Так опосредованно,” Он сказал, “Он сообщает вам о плотности и размере частиц в окружающей среде с помощью спектральной информации.”
Как только датчик приземляется
Он ждет передачи данных. Роджерс сказал, что одним из способов сбора данных является использование низколетящих БПЛА, оснащенных Считыватели NFC. Когда тег падает, Беспилотный летательный аппарат может сканировать область для считывания данных тега, а затем загрузите его на сервер. “Концептуально,” он объяснил, “Вы сворачиваете объем 3D-данных (захватывается, когда этикетка проходит через атмосферу) на 2D-поверхность, а затем вы можете отсканировать его.”
Пока что, тест, проведенный в среде NFC, не в поле. Проверка способности устройства захватывать данные о частицах, Команда использовала пылеобразующую камеру с ароматическими палочками, дымовые свечи и кукурузный крахмал. Серия из четырех вентиляторов, размещенных в нижней части камеры, генерирует воздушный поток, через который может скользить микро-воздушное средство.
Следующий этап
Следующий этап разработки может включать в себя испытания оборудования на открытом воздухе и дальнейшее проектирование крыла. “Мы изучаем различные типы конструкций крыльев,” Роджерс сказал. “Вдохновение приходит от разных видов семян.” Он отметил, что существует более одного способа полета на природе.. Ðапример, в то время как ранние исследования были сосредоточены на движении вертолета во время свободного падения, “Вы можете себе представить одуванчики, парашютные конструкции, и другие типы планеров,” Это другие возможные способы рассеивания датчиков на землю
Не единственный NFC
NFC — не единственный способ сбора данных с устройства. Команда также изучила химические вещества обесцвечивания, которые можно увидеть камерами, установленными на БПЛА.. Ðапример, желтый может указывать на обнаружение загрязняющих веществ в верхних слоях атмосферы. “Часть нашей работы также была сосредоточена на разработке этих колориметрических методов,” Роджерс сказал. “Мы ищем различные методы, каждый из которых подходит для различных применений и имеет больше возможностей для комбинирования.” Он добавил:: “Я думаю, что в конце концов, цифровая беспроводная связь будет единственным способом.” конкретные данные могут собираться с помощью технологии NFC, включая уникальный идентификатор датчика и точные результаты передачи датчика.
Биоразлагаемая версия
Из технологии может появиться, основываясь на работе команды во временных имплантатах на основе биоабсорбируемых электронных устройств. “У нас есть целый набор материалов, которые могут поддерживать сложные формы электронных изделий,” Роджерс сказал. “Но как уникальная определяющая черта, обладает способностью растворяться в воде.” В этой работе, Исследователи работали с коммерческим кремниевым литейным заводом для создания биоразлагаемых кремниевых интегральных схем, которые могут поддерживать функции NFC в принципе.
В долгосрочной перспективе
Роджерс предполагает, что эти устройства могут контролировать различные условия. Включая погодные условия, разливы химических веществ и распространение патогенов или инфекционных заболеваний. В то же время, Команда продолжает изучать воздушный поток. Которые могут быть вызваны, когда метка проходит через верхние слои атмосферы. Взгляд в будущее, исследователи надеются установить контакты с технологическими компаниями для завершения следующего этапа развития.
