Các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington (tiểu bang Seattle, Mỹ) vừa phát triển thành công một loại cảm biến siêu nhỏ – có thể được mang đi khắp nơi bằng drone hay thậm chí côn trùng, sau đó thả xuống địa điểm cần theo dõi.
Hình minh họa. Nguồn:Đại học Washington
Loại cảm biến này rõ ràng là cần thỏa mãn được một số tiêu chí. Thứ nhất, nó phải nhẹ để drone hoặc côn trùng có thể mang trên lưng một cách an toàn, cho đến khi nhận được lệnh “thả”. Thứ hai, nó phải bền vì sẽ rơi xuống ở độ cao tương đối. Và thứ ba là khả năng hoạt động trong một khoảng thời gian dài.
Nhóm phát triển đã giải quyết được tất cả các vấn đề trên. Toàn bộ thiết bị cảm biến chỉ nặng khoảng 98 mg, tức bằng 1/10 viên kẹo jellybean, đủ để một chiếc drone mino hay con bướm mang theo mà không gặp bất cứ khó khăn gì.
Cảm biến được gia cố (trên thân phương tiện vận chuyển) nhờ kim từ trường và một cuộn dây dẫn mỏng. Khi đến nơi cần thả, mệnh lệnh sẽ được gửi qua giao thức bluetooth tạo thành xung điện chạy qua dây dẫn và phát sinh lực từ (nguyên lý Maxwell), khiến kim bị lệch làm cảm biến rời ra.
Một khối pin (thành phần nặng nhất) được gắn vào thiết bị có tác dụng làm chậm lại quá trình rơi tự do từ độ cao khoảng 72 ft (22 m), đưa tốc độ giảm xuống chỉ còn gần 11 mph (17,7 km/h), cho phép nó hạ cánh an toàn.
Sau khi được triển khai thành công trên mặt đất, cảm biến sẽ bắt đầu công việc theo dõi môi trường xung quanh như thu thập dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm, … Nó có khả năng truyền dữ liệu qua giao thức không dây xa tới 0,6 dặm (1 km) nhờ hệ thống điện tử tích hợp, và hoạt động lâu đến 2,5 năm bằng pin.
Mỗi phương án vận chuyển – bằng drone mini hoặc côn trùng (như bướm) – lại có những lợi thế riêng. Việc sử dụng drone sẽ mang lại khả năng kiểm soát, điều khiển chính xác hơn, song pin lại có dung lượng giới hạn; ngược lại, côn trùng có thể bay hàng giờ và rất phù hợp với những không gian nhỏ hẹp.
Nhóm phát triển kỳ vọng giải pháp này sẽ được ứng dụng rộng rãi cho việc nghiên cứu, khảo sát thực địa trong khoảng thời gian tương đối dài, như tại rừng hay trang trại.
Tuy nhiên, hãy còn tồn tại một số vấn đề về hậu cần (logistic) cần phải khắc phục. Chẳng hạn: Các cảm biến chống chịu thế nào trước tác động của môi trường? Việc triển khai chúng sẽ ảnh hưởng gì đến môi trường tự nhiên? hay Liệu chúng có hoạt động hiệu quả nếu chỉ ở một vị trí cố định khi được triển khai trên mặt đất? …
Các nhà nghiên cứu thừa nhận còn rất nhiều việc phải làm để hoàn thiện giải pháp này, trong đó có nhiệm vụ thu hồi cảm biến sau khi hết pin và xa hơn là thay thế bằng cell pin năng lượng mặt trời.
Ý tưởng này đã được trình bày tại hội nghị MobiCom2020 hồi tháng 09/2020.
Nguồn: KHPT (theo: Washington.edu)
