4 月 16 日訊息，據 MSPoweruser 報道，大自然永遠是新技術創新的完美靈感來源，華盛頓大學團隊開發的專案再次證明了這一點。該小組對蒲公英如何通過它們的羽毛狀突起和風傳播感到驚訝，決定將這種方法注入到農場和森林等廣闊區域的無線感測器分散中。

據該團隊稱，通過手動放置感測器在廣闊的土地上進行環境狀況監測可能需要幾個月的時間。然而，這將隨著微型感測器系統的變化而改變，該系統被小心地放置在具有花瓣狀形狀的輕質材料中。它們將通過無人機在空中釋放，風將用來傳播它們。

“我們展示了可以使用現成的元件來創造微小的東西。原型建議可以使用無人機一次性釋放數千個此類裝置。它們都會被風帶走，基本上一次下落建立一個包含 1000 臺裝置的網路，”資深作者、華盛頓大學電腦科學與工程學院教授 Shyam Gollakota 說，“這對於部署感測器領域來說是驚人的和變革性的，因為現在手動部署這麼多感測器可能需要幾個月的時間。”

儘管這些裝置的功能很有前景，但它們存在一個挑戰：系統（每個裝置至少可以容納四個感測器）本身的重量大約是 1 毫克蒲公英種子的 30 倍。有了這個，團隊必須為用作感測器降落傘的材料找到完美的設計。他們需要一種能讓感測器在被風吹來時花更多時間漂浮在空中的裝置。這將導致感測器更廣泛地分散。

“蒲公英種子結構的工作方式是它們有一箇中心點，這些小刷毛伸出來減緩它們的下落。我們對其進行了 2D 投影，為我們的結構建立了基礎設計，”艾倫學院的主要作者和威斯康星大學助理教授 Vikram Iyer 說。“當我們增加重量時，刷毛開始向內彎曲。我們添加了一個環形結構以使其更加堅硬並佔據更多區域以幫助減慢速度。”

該團隊一共測試了 75 種設計，找到其中一種後，他們製作了不同尺寸的設計。據研究人員稱，各種尺寸將使感測器以不同的速度下降。

“這是在模仿生物學，其中變異實際上是特徵，而不是 Bug，”共同作者和華盛頓大學生物學教授 Thomas Daniel 說。“植物不能保證他們今年生長的地方明年會很好，所以他們有一些種子可以傳播到更遠的地方來對衝賭注。”

儘管尺寸有所不同，但該設計將確保系統在微風的情況下可以達到 100 米。放置後，這些裝置可以將資料傳送到最遠 60 米的地方。

這種形狀還將幫助裝置在 95% 的時間內直立著陸，這是必要的，因為它們使用太陽能電池板而不是電池。這意味著它們只會在白天工作，在沒有充足陽光或夜間的情況下停止工作。儘管如此，研究人員在系統構建中加入了電容器，因此每個裝置都可以在夜間儲存一些電荷。

“然後我們有了這個小電路，它可以測量我們儲存了多少能量，一旦太陽升起並且有更多能量進入，它將觸發系統的其餘部分開啟，因為它會感應到超過了某個閾值，”Iyer 說。

由於沒有電池耗盡，系統可以持續很長時間，直到它被不同的元素物理破壞。不過，這仍然存在一個挑戰：它們會留在環境中的不可生物降解的電子產品。這促使團隊尋找更多方法來進一步開發該專案，以使其部件更具生物降解性、環保性和適應性。

“這只是第一步，這就是為什麼它如此令人興奮，”Iyer 說，“我們現在可以考慮許多其他方向 —— 例如開發更大規模的部署，建立可以在墜落時改變形狀的裝置，或者甚至增加一些移動性，以便裝置一旦在地面上就可以移動以靠近我們感興趣的區域。”