Najmniejszy na świecie latający mikroczip, który pomoże ludziom i przyrodzie - Radio Pogoda - słuchaj radia
Strona główna » Najmniejszy na świecie latający mikroczip, który pomoże ludziom i przyrodzie

Najmniejszy na świecie latający mikroczip, który pomoże ludziom i przyrodzie

,

Inżynierowie z Uniwersytetu Northwestern stworzyli latający mikroczip – najmniejszą tego typu strukturę na świecie. Dowiedz się więcej o tym niezwykłym urządzeniu.

Historię wynalazku opisał w środę dziennik „Nature”.

Wcześniej naukowcy swoje wysiłki kierowali w celu stworzenia mikroskopijnego czipa, który mógłby unosić się w powietrzu. Na przykład naukowcy z Uniwersytetu Purdue skonstruowali robota wielkości ziarenka piasku. Jednak wszystkie tego typu urządzenia łączyło jedno: wymagały one zawsze jakiegoś rodzaju sterownika, który kontrolowałby ich lot. Badacze z Uniwersytetu Northwestern poszli zupełnie inną drogą – stworzyli urządzenie, które po prostu bezwładnie daje się unosić podmuchom wiatru.

Skonstruowany przez uczonych mikroczip unosi się pod wpływem wiatru. Inspiracją do jego opracowaniu były nasiona klonu oraz dmuchawca i innych roślin, które wykorzystują wiatr w celu rozsiewania swych nasion. Podobnie jak nasiona klonu, nowy czip obraca się, jeśli zostanie upuszczony. Ruch obrotowy spowalnia upadek i pozwala mu unosić się pod wpływem ruchów powietrza.

Po co tworzyć latający mikroczip?

Naukowcy wynaleźli latające mikroczipy po to, żeby zbierały rozmaite dane. Jeśli odpowiednio duża ich ilość zostanie uwolniona z dużej wysokości, to wyposażone w odpowiednie sensory czipy mogą prowadzić różne pomiary i przechowywać dane. Na przykład w niedalekiej przyszłości cała „flota” takich urządzeń może być zrzucona z samolotu i monitorować zanieczyszczenie powietrza albo rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych tą drogą.

„Naszym celem było dodanie skrzydeł niewielkim systemom elektronicznym z taką ideą, że uzyskalibyśmy w ten sposób nowe możliwości monitorowania skażenia, śledzenia rozprzestrzeniania się chorób lub pozyskiwania danych populacyjnych. Umożliwiły nam to rozwiązania wykorzystywane przez naturę” – napisał autor pracy, prof. John A. Rogers z Uniwersytetu Northwestern

Może Cię zainteresować:

Klon klonu, tristellatei i książeczki dla dzieci

Już wcześniej naukowcy z Niemiec stworzyli małe drony wyposażone w skrzydła, które swoim sposobem działania przypominały i wyglądały jak motyle, jednak ich możliwości były ograniczone. Zespół prof. Rogersa postanowił nie tworzyć urządzeń naśladujących zwierzęta lub owady. Zamiast tego skupiono się na podpatrzeniu rozwiązania wykorzystywanego w świecie roślin. Kształt śmigła, jaki ma nasiono klonu, sprawia, że jego upadek jest mocno spowolniony, co daje mu większą szansę na to, że zostanie uniesiony przez wiatr i zakorzeni się w dalszym miejscu. Inżynierowie postanowili nie kopiować dokładnie klonu, lecz inspirując się jego jego właściwościami przemodelować urządzenie na podobieństwo mających gwiaździsty kształt nasion rośliny tristellateia. Nasiona tej winorośli mają skrzydła tak ukształtowane, że podczas opadania wykonują powolny, kontrolowany obrót.

„Na przestrzeni miliardów lat natura zaprojektowała nasiona, które są bardzo zaawansowane aerodynamicznie. Pożyczyliśmy ten koncept, zaadoptowaliśmy go i dodaliśmy do elektronicznych platform” – wyjaśnia prof. Rogers.

Aby wyprodukować mikroczip naukowcy wykorzystali pomysł zaczerpnięty z książeczek dla dzieci, w których po przewróceniu kartki pojawiają się trójwymiarowe kształty. Chodziło o to, żeby przekształcić dwuwymiarowe komponenty w trójwymiarową strukturę. Po rozciągnięciu klejone podłoże gumowe pozostaje płaskie, jednak gdy się je pozostawi, przybiera trójwymiarowy kształt mający właściowości aerodynamiczne.

Co będą mogły latające mikroczipy?

W testach laboratoryjnych naukowcy wyposażyli taką strukturę w różnego rodzaju akcesoria: urządzenia do przechowywania danych, sensory wykrywające określone materie, fotodetektory mierzące stopień nasłonecznienia, anteny zdolne do przesyłania danych do najbliższego komputera lub tabletu. Inżynierom udało się nawet nadać latającym mikroczipom umiejętność zbierania energii z otoczenia. Według uczonych takie urządzenia można by wyposażać do wykonywania różnych zadań pomiarowych. Można więc wyobrazić sobie zrzucanie tych czipów z samolotów lub ze szczytu budynków aby mierzyć na przykład jakość powietrza w okolicy, w której doszło do wycieku chemicznej substancji.

„Większość technologii wykorzystywanych do monitorowania wymaga dużej ilości instrumentów, aby zebrać dane, w dodatku działa na ograniczonej przestrzeni. Według naszej wizji sprawdzić się może duża ilość miniaturowych czujników rozrzucanych nad dużym obszarem, dzięki której powstanie bezprzewodowa sieć [informacyjna]” – uważa prof. Rogers.

Ekologiczne mikroczipy

Aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska, naukowcy eksperymentują z taką konstrukcją czipów, która sprawi że urządzenia same się rozłożą pod wpływem działania wody, krótko po zakończeniu swojej misji. Tego typu materiałów wcześniej używano do produkowania tzw. „elektroniki przejściowej”.

„Produkując ją używamy degradowalnych polimerów, rozkładających się przewodników i rozpuszczalnych układów scalonych, które naturalnie rozkładają się w środowisku po wystawieniu na działanie wody. Zdajemy sobie sprawę, że odzyskiwanie dużej ilości latających mikroczipów może być trudne. Aby poradzić sobie z tym problemem, te wersje naszych urządzeń rozpuszczą się naturalnie i bezpiecznie” – zapowiada prof. Rogers.

Zobacz więcej >