Le potenzialità dei sensori wireless senza batteria sono decisamente superiori rispetto al previsto: da soli sono in grado di monitorare l’andamento di temperatura, umidità e diverse altre condizioni ambientali. Parliamo di strumenti utili e funzionali, che hanno tantissimi campi di applicazione (dall’agricoltura al monitoraggio dei cambiamenti climatici). L’unico lato negativo riguarda i costi. Posizionare centinaia di sensori wireless in un’area di grandi dimensioni è attualmente molto difficile e dispendioso.
Almeno lo era prima dell’arrivo di un nuovo, incredibile progetto appena pubblicato sulla rivista Nature.
Un team dell’Università di Washington ha sviluppato un dispositivo di piccole dimensioni in grado di trasportare più di un sensore alla volta mentre viene spinto dal vento. Il dispositivo si ispira ai semi del tarassaco, o dente di leone: i soffioni che si disperdono dell’aria con l’arrivo dei primi venti. In un certo senso, ne riprendono anche la forma, ugualmente delicata e “leggera”.
I sensori a forma di dente di leone
Il nuovo dispositivo sviluppato dal team pesa circa 30 milligrammi, ed è in grado di viaggiare fino a 100 metri con una brezza moderata.
Una volta a terra, sfrutta l’aiuto di appositi pannelli solari per alimentarsi e condividere i dati dei sensori (dentro ce ne sono almeno quattro) fino a 60 metri di distanza.
Shyam Gollakota, professore alla Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering e autore del progetto, ha fornito qualche informazione in più. Secondo lui, questo sistema innovativo fornisce un chiaro suggerimento su come implementare la distribuzione dei sensori senza aumentare i prezzi.
Il nostro prototipo suggerisce che potresti utilizzare un drone per rilasciare migliaia di questi dispositivi in una singola goccia. Saranno tutti trasportati dal vento in modo leggermente diverso e fondamentalmente puoi creare una rete di 1.000 dispositivi con questa goccia. Questo è sorprendente e trasformativo per il campo dell’implementazione dei sensori, perché in questo momento potrebbero essere necessari mesi per implementare manualmente così tanti sensori.
Risultati tangibili
Nella roadmap che ha portato alla forma attuale, i ricercatori hanno testato 75 progetti diversi. Alternative e opzioni sono state passate in rassegna per arrivare al perfetto compromesso. Per mantenere la struttura leggera, il team ha scelto di utilizzare i pannelli solari al posto di una batteria classica. In base a quanto emerso dai test, i dispositivi sono atterrati con i pannelli solari rivolti in verticale il 95% delle volte, consentendo una corretta ricarica energetica.
I sensori intrappolati nel sistema
Non avendo batteria, i dispositivi rischiano di non immagazzinare energia. E questo significherebbe, in sostanza, che dopo il tramonto i sensori smettono di funzionare. Per risolvere il problema, il team ha incluso nel sistema un condensatore, un dispositivo in grado di immagazzinare una certa carica durante la notte. Dopodiché verrà aggiunto un altro piccolo circuito, che misurerà quanta energia è stata immagazzinata e quanta è ancora disponibile.
Ciascuno di questi piccolo dispositivi, fa affidamento uno specifico metodo di trasmissione. L’obiettivo, infatti, è quello di inviare in modalità wireless i dati dei sensori ai ricercatori, così che possano analizzarli.
I dispositivi avranno il compito di misurare temperatura, umidità, pressione e luce. Invieranno i dati fino al tramonto, per poi ricominciare la mattina successiva.
Sviluppi futuri
Tra i possibili sviluppi, c’è l’idea di rendere i sistemi ancora più biodegradabili.
Questo perché, non essendoci batteria, il dispositivo continuerà a funzionare fino a quando non si romperà fisicamente. Ciò significa, che finirà col disperdersi nell’ecosistema, troppo piccolo per poter essere ritrovato. Meglio quindi pensare ad un’ipotesi non dannosa per l’ambiente.
Vikram Iyer, l’autore principale del progetto, è entusiasta riguardo il futuro.
Questo è solo il primo passo. Ci sono così tante altre direzioni che possiamo prendere ora, come lo sviluppo di implementazioni su larga scala, la creazione di dispositivi che possono cambiare forma mentre cadono o persino l’aggiunta di un po’ più di mobilità in modo che i dispositivi possano muoversi una volta a terra per avvicinarsi a un’area che ci incuriosisce.
