Thiết bị mang cảm biến của Đại học Washington sử dụng pin mặt trời (hình chữ nhật đen) làm nguồn cung cấp năng lượng. Ảnh: Mark Stone/Đại học Washington
Nhóm nhà khoa học tại Đại học Washington (Mỹ) phát triển thiết bị mang cảm biến gọn nhẹ lấy cảm hứng từ cách bồ công anh phát tán hạt theo gió. Những thiết bị này có thể được triển khai với số lượng lớn để theo dõi môi trường trên diện tích rộng.
Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature hôm 16/3. Nhóm nghiên cứu đã phát triển 75 thiết kế dựa theo hạt bồ công anh trước khi đưa ra phiên bản cuối cùng, dù vẫn cần thêm một số cải tiến.
"Cấu trúc hạt bồ công anh hiệu quả nhờ có một điểm trung tâm và nhiều sợi lông nhỏ xòe ra để làm chậm quá trình rơi. Chúng tôi đã tạo hình chiếu 2D của cấu trúc này để làm thiết kế cơ sở cho thiết bị mới. Khi chúng tôi tăng trọng lượng, những sợi lông bắt đầu cong vào trong. Chúng tôi phải thêm một cấu trúc vòng để khiến chúng cứng cáp hơn và tăng diện tích, qua đó giúp giảm tốc độ", tác giả nghiên cứu Vikram Iyer cho biết.
Nhóm chuyên gia tránh sử dụng pin nặng mà dùng những tấm pin mặt trời nhỏ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử, bao gồm một tụ điện để lưu trữ điện sau khi Mặt Trời lặn và khởi động lại vào sáng hôm sau. Thiết bị nặng gấp khoảng 30 lần hạt bồ công anh - loại hạt có trọng lượng chỉ một milligram. Tuy nhiên, các thí nghiệm cho thấy nó đủ nhẹ để di chuyển quãng đường bằng chiều dài một sân bóng trong điều kiện gió trung bình sau khi được thả xuống từ drone.
Mỗi thiết bị có thể chứa tối đa 4 cảm biến để đo nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và áp suất, đồng thời chuyển tiếp dữ liệu từ cách xa 60 m. Tỷ lệ thiết bị hạ cánh với pin mặt trời hướng lên trên là 95%. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng có thể điều chỉnh hình dạng của chúng một chút để làm thay đổi cách di chuyển trong gió, đảm bảo chúng phân tán đến những nơi khác nhau.
Nhóm nhà khoa học đang cân nhắc một số cải tiến cho thiết bị, hướng tới các phiên bản với khả năng phân hủy sinh học để tránh phân tán rác điện tử. "Hiện có rất nhiều hướng đi mà chúng tôi có thể thực hiện như tạo ra những thiết bị thay đổi hình dạng khi rơi hoặc thêm một số tính năng để chúng có thể di chuyển khi ở trên mặt đất, tiến gần hơn đến địa điểm cần nghiên cứu", Iyer nói.
Thu Thảo (Theo New Atlas)