传感器搭建竟然可以这样布置传感器网络：有翼微芯片可像种子般飘飞

发布时间：2024-11-25 00:11:03

竟然可以这样布置传感器网络：有翼微芯片可像种子般飘飞

据《科学美国人》月刊网站9月22日报道，当枫树开始释放长着“翅膀”的种子，这些种子就会从树枝上盘旋着轻轻飘落到地上。受这些像直升机一样飘飞的荚果和其他滑翔旋转的树种的空气动力学特性启发，工程师们宣称已制造出有史以来最小的借助风力飞行的机器，他们称其为“微型飞行器”。

报道称，这些有翼设备中最大的长约2毫米，大小与果蝇大致相当。最小的“微型飞行器”的尺寸只有上述数值的四分之一。它们小到可以像种子一样飘飞，但又足以携带小小的微芯片。这些微芯片上装有传感器和无线发射机，传感器能收集设备周围环境的信息，无线发射机能向科学家发送这些数据。美国西北大学的物理化学家约翰·罗杰斯说，可以从空中投放大量“微型飞行器”，让它们借助风力散布到广阔区域。他还说：“然后，你可以用它们搭建一个传感器网络，用于绘制环境污染、疾病传播、生物危害或其他信息图。”罗杰斯及其同事在英国《自然》周刊22日刊登的一篇论文中描述了这些机器。

为帮助这些奇特装置尽可能稳定地下降，工程师们首先分析了那些靠风来散播的种子的形状，比如大叶枫、梣叶枫和三星果属木质藤本植物的种子。然后，他们用计算机模拟了与这些种子形状相似、几何结构略有不同的物体周围的气流。这一过程使得研究人员能够改进多种设计，直到“微型飞行器”下降得比植物种子更稳定、更缓慢。

报道称，要想让这种设备能监控大面积区域，罗杰斯及其同事必须大量生产它们——如果他们能利用现有设施和工艺来制造集成电路，就能更容易地完成这项任务。但现有生产方法主要生产平面形状，而“微型飞行器”的设计是三维的。为了解决这个问题，工程师们制造了二维的“微型飞行器”，然后将它们粘到一层名为弹性体的弹性材料上。当他们让这种材料放松时，它会弯曲，让这些微型装置呈现最终的三维形状。

罗杰斯承认，“微型飞行器”仍处于概念验证阶段。但罗杰斯及其团队计划很快展开现场测试。

当然，听凭这些微型机器散落在自然环境中似乎不太具有可持续性。为避免破坏当地生态系统，罗杰斯及其同事选择用可降解的环保型聚合物、导体和电路芯片来制造“微型飞行器”。

携带微芯片的“微型飞行器”的模拟放大图。（美国西北大学网站）

来源：参考消息网

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