NFC Cihaz Destekli Mikro Hava Araçları süslü bir kadrodur. Araştırmacılar, mikro bir cihaz oluşturmak için üç yıllık bir projenin bir sonraki aşaması üzerinde çalışıyorlar.. Bu uçabilir. Ortam havasındaki sensör okumalarını toplayın ve sonuçları yakın alan iletişimi yoluyla iletin (NFC). NFC etiketi bir nevi RFID etiketi. NFC cihazı, uçaktan düşmek ve kalkmak için özel kanatlara ve tasarıma sahiptir..
Ekibimiz
Konuyla ilgili ilk hakemli makalelerini Eylül ayında Nature dergisinde yayınladı. 2021. Daha fazla çalışma devam ediyor ve bu yaz bir takip makalesinde açıklanacak.. Tüm sensör cihazı kanatçıklarla donatılmıştır, Çip üzerinde NFC yazılımı (SOC) ve sensör teknolojisi. Boyut sadece birkaç milimetredir. Kum boyutuna küçültmek için diğer kablosuz teknolojileri kullanmayı seçebilirsiniz. Etiket hava akışına bırakıldığında. 3D kanadı, dönme ve kayma hareketinin bir kombinasyonunda hava akımı ile sürüklenmesine izin verir.
NFC mikro hava aracı
Ekibin amacı, çevresel sensör bilgilerini yakalamak için çevreye dağılabilen pilsiz bir teknoloji tasarlamaktır.. Kirleticiler ve hava durumu modelleri gibi, toprağa süzülürken. NFC teknolojisi, etiket açıldıktan sonra biriken sensör verilerini yakalamak için kullanabilir. John Rogers, Northwestern Üniversitesi'nde Biyo-elektronik Profesörü. Ve teknik dokümanın ortak yazarı, Cihazın benzersiz özelliklerinden birinin şu olduğunu söyledi:. İnsan vücudunun fizyolojik parametrelerini izlemek için bir dizi sensör teknolojisi kullanır..
NFC Cihazı
Geçmişte
On yıl veya daha fazla, Üniversitedeki araştırmacılar bu tür biyosensörleri inşa ediyor ve test ediyorlar.. Hastaların ihtiyaçlarını karşılamak için küçük vücut adaptasyon cihazları veya implantlar dahil, veya insanlar veya hayvanlar üzerinde temel biyolojik araştırmalar. “Bir dizi NFC cihazımız var,” Rogers dedi, sensör verilerini iletebilen ve iletebilen 13.56 ISO'ya uygun MHz 14443. Etiket yalnızca okuyucudan gelen iletime yanıt vermez. Çoğu akıllı telefonda yerleşik olan gibi, aynı zamanda kendi benzersiz kimlik numarasını ve toplanan sensör verilerini de iletir..
İzleme
Fiziksel koşulları izlerken, etiketler ve sensörler doğrudan insan vücuduna implante edilebilir veya cilde tutturulabilir. “Bu durumlarda, dağılma konusunda endişelenmenize gerek yok – onları sadece ihtiyacın olan yere koyarsın,” Rogers dedi. “Son çalışmalarımızın amacı soruyu gündeme getirmektir.. ‘ Çevresel süreçlerden ziyade sağlığı izlemek için teknolojinin ve vücuda entegre ekipmanın temelini kullanmanın bir yolu var mı??'” mikro hava araçlarının gelişimini hatırlattı.
John Rogers
Rogers'a göre, Çevresel izleme etiketlerinin büyük ölçekte dağıtılması gerekir. “İşte soru bu,” dedi. “Cevap vermeye çalıştık: 'Difüzyon mekanizması nedir??’ Bu da pasif uçuşun aerodinamiğinin incelenmesine yol açtı. Araştırmacılar yardım için doğaya döndü. Bir dereceye kadar, araştırmalarını simüle ederler. Akçaağaç tohumlarının kanatları ağaçtan düştü ve rüzgarın onları dallardan uzaklaştırmasına izin verdi.. Sadece bir kanat uygulamaya ek olarak. Ayrıca, üç boyutlu şekle sahip bir helikopter konfigürasyonunda pasif uçuşu yönlendirmek için üç kanat kullandılar..
Entegre Devre
Cihazın merkezi entegre bir devredir. Mikro hava aracı havaya düştüğünde, kanatları, yavaş ve istikrarlı dönme hareketi üretmek için su akışıyla etkileşime girer. Elektronik ekipmanın ağırlığı, kontrolünü kaybetmesini önlemek için mikro uçağın ortasına dağılır. Ve kaotik bir şekilde yuvarlanıyorum. Pil yok, ancak çipin dahili güç kaynağı, güneş ışığından çevresel enerji toplayabilir ve toplanan sensör verilerini saklayabilir..
Mini etiket
Fotodiyot
Fotodiyot, büyüklüğü pozlama yoğunluğu ile ilişkili olan bir fotoakım üretir. Akım, cihazı, biriken yükün çip üzerindeki süper kapasitör üzerindeki voltajı tanımlayabileceği şekilde şarj eder.. Bu da maruz kalma dozunu gösterir, böylece havadaki partikül maddenin boyutunu ve konsantrasyonunu gösterir. Rogers, etiket sorulduğunda, tepkisi bir dizi kümülatif voltaj üretti. Her biri farklı dalga boylarındaki bir doza karşılık gelir. “Yani dolaylı olarak,” dedi, “spektral bilgi aracılığıyla ortamdaki parçacıkların yoğunluğunu ve boyutunu size söyler.”
Sensör indiğinde
Veri iletimini bekler. Rogers, veri toplamanın bir yolunun, aşağıdakilerle donatılmış alçaktan uçan İHA'ları kullanmak olduğunu söyledi. NFC okuyucular. Etiket düştükçe, drone, etiket verilerini okumak için bir alanı tarayabilir, ve ardından sunucuya yükleyin. “Kavramsal,” diye açıkladı, “3B veri miktarını katlıyorsunuz (etiket atmosferden geçerken yakalanır) 2B yüzeye, ve sonra tarayabilirsiniz.”
Şimdiye kadar, NFC ortamında gerçekleştirilen test, sahada değil. Cihazın parçacık verilerini yakalama yeteneğini test etmek için, Ekip, tütsü çubukları olan bir toz üretim odası kullandı., duman mumları ve mısır nişastası. Odanın dibine yerleştirilen dört fandan oluşan bir seri hava akışı oluşturur, mikro hava aracının kayabileceği.
Bir sonraki aşama
Gelişimin bir sonraki aşaması, ekipmanın dış mekan testini ve daha fazla Kanat Mühendisliğini içerebilir.. “Farklı kanat yapıları türlerini inceliyoruz,” Rogers dedi. “İlham kaynağı farklı tohum türlerinden gelir.” Doğada uçmanın birden fazla yolu olduğuna dikkat çekti.. Örneğin, erken araştırmalar serbest düşüş sırasında helikopter hareketine odaklanırken, “karahindiba hayal edebilirsiniz, paraşüt yapıları, ve diğer planör türleri,” Bunlar, sensörleri yere dağıtmanın diğer potansiyel yollarıdır.
Tek NFC Değil
NFC, bir cihazdan veri yakalamanın tek yolu değildir. Ekip ayrıca İHA'ya kurulan kameraların görebileceği renk değişikliği kimyasallarını da araştırdı.. Örneğin, sarı, üst atmosferdeki kirleticilerin tespitini gösterebilir.. “Çalışmalarımızdan bazıları da bu kolorimetrik yöntemleri geliştirmeye odaklandı.,” Rogers dedi. “Çeşitli yöntemler arıyoruz., her biri farklı uygulamalar için uygundur ve kombinasyon için daha fazla olanağa sahiptir.” O ekledi: “Bence sonunda, dijital kablosuz gitmek için tek yol olacak.” NFC teknolojisi aracılığıyla belirli veriler toplanabilir, sensörün benzersiz kimliği ve iletilen doğru sensör sonuçları dahil.
Biyolojik olarak parçalanabilir bir versiyon
Teknolojinin ortaya çıkabileceği, Ekibin biyoemilebilir elektronik cihazlara dayalı geçici implantlardaki çalışmalarına dayanarak. “Elektronik ürünlerin karmaşık formlarını destekleyebilecek bir dizi malzemeye sahibiz.,” Rogers dedi. “Ancak benzersiz bir tanımlayıcı özellik olarak, suda çözünme özelliğine sahiptir.” Bu çalışmada, Araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilir silikon entegre devreler oluşturmak için ticari bir silikon dökümhanesiyle birlikte çalıştılar., NFC işlevlerini prensipte destekleyebilen.
Uzun vadede
Rogers, bu cihazların çeşitli koşulları izleyebileceğini düşünüyor. Hava durumu desenleri dahil, kimyasal dökülmeler ve patojenlerin veya bulaşıcı hastalıkların yayılması. Aynı zamanda, ekip hava akışını incelemeye devam ediyor. Etiket üst atmosferden geçtiğinde indüklenebilir. İleriye bakış, Araştırmacılar, gelişimin bir sonraki adımını tamamlamak için teknoloji şirketleriyle temas kurmayı umuyorlar..
