Новые летающие микрочипы размером с песчинку будут шпионить за нами

Это не птица и не самолет, а крылатый микрочип размером с песчинку, который может быть унесен ветром, поскольку он отслеживает такие вещи, как уровень загрязнения или распространение болезней, передающихся по воздуху.

Крошечные микрофлоры, разработка которых инженерами Северо-Западного университета была подробно описана в статье, опубликованной на этой неделе в журнале Nature, объявляются как самые маленькие из когда-либо созданных человеком летающих конструкций.

Мини-шпионские летчики

У устройств нет мотора; Вместо этого инженеры были вдохновлены свободно падающими семенами пропеллера клена, технически известным как самарский плод.

Инженеры оптимизировали аэродинамику микрофибры так, чтобы «поскольку эти структуры падают в воздухе, взаимодействие между воздухом и этими крыльями вызывает вращательное движение, которое создает очень стабильную, медленно падающую скорость,– сказал Джон А. Роджерс, руководивший разработкой устройств.

«Это позволяет этим структурам в течение продолжительных периодов времени взаимодействовать с окружающим ветром, что действительно усиливает процесс рассеивания.– сказал Северо-Западный профессор.

Ветер рассеивал крошечные микрочипы, которые могли определять окружающую среду и собирать информацию. Ученые говорят, что их потенциально можно использовать для мониторинга загрязнения, наблюдения за популяциями или даже для отслеживания заболеваний.

Их создатели предвидят, что микрофлористы станут частью «большие распределенные коллекции миниатюрных беспроводных электронных устройств. » Другими словами, они могли выглядеть как рой.

Эта концепция также нашла свое отражение в антиутопическом научно-фантастическом сериале «Черное зеркало».

На что способны эти микрофлаеры?

Микропроцессоры состоят из двух частей: миллиметровых электронных функциональных компонентов и их крыльев. Когда микрофлора падает в воздухе, его крылья взаимодействуют с воздухом, создавая медленное и стабильное вращательное движение. Вес электроники распределяется по центру микрофона, чтобы он не потерял контроль и не упал на землю.

В продемонстрированных примерах Команда Роджерса включала датчики, источник питания, который может собирать энергию окружающей среды, память и антенну, которая может передавать данные по беспроводной сети на смартфон, планшет или компьютер.

В лаборатории группа Роджерса оснастила одно устройство всеми этими элементами для обнаружения твердых частиц в воздухе. В другом примере они включили датчики pH, которые можно использовать для контроля качества воды, и фотодетекторы для измерения солнечного света на разных длинах волн.

Роджерс предполагает, что большое количество устройств можно сбросить с самолета или здания и широко рассредоточить, чтобы контролировать усилия по восстановлению окружающей среды после разлива химикатов или отслеживать уровни загрязнения воздуха на разных высотах.

«Большинство технологий мониторинга включают в себя массовые инструменты, предназначенные для локального сбора данных в небольшом количестве точек в интересующей пространственной области.– сказал Роджерс. «Мы предполагаем большое количество миниатюрных датчиков, которые могут быть распределены с высокой пространственной плотностью на больших площадях, чтобы сформировать беспроводную сеть.”

И я говорю, от наблюдения за окружающей средой к наблюдению за людьми всего один маленький шаг … Как вы думаете?

Они думают, что могут победить природу

Но, в отличие от семян клена, инженерам нужно было замедлить спуск своих микрофлору. чтобы дать устройствам больше времени для сбора данных. Член группы Юнган Хуанг разработал компьютерную модель, которая рассчитала лучший дизайн, который позволил бы микрофлору медленно падать и широко разлетаться.

«Это невозможно с помощью экспериментов методом проб и ошибок,”Хуан сказал в выпуске новостей Северо-Запада.

Команда также черпала вдохновение в детских всплывающих книжках для создания таких крошечных устройств.

Согласно сообщению, инженеры сначала создали основу, а затем прикрепили ее к «слегка растянутой резиновой подложке». В расслабленном состоянии этот субстрат принимает точную трехмерную форму.

«Мы думаем, что бьем природу,– сказал Роджерс. «По крайней мере, в том узком смысле, что мы смогли построить структуры, которые падают с более стабильными траекториями и с более медленными конечными скоростями, чем аналогичные семена, которые вы можете увидеть на растениях или деревьях.”