Ağaçlar ve bitkiler tohumlarını dağıttığında, onları yeni meralara taşımak için genellikle rüzgara güvenirler. Farklı tohumlar farklı uçuş yöntemlerini benimser: bazıları havada süzülür, diğerleri yere paraşütle iner ve bazıları rüzgarda helikopterler gibi döner. Bilim adamları için, bu aerodinamik, yeni bir tür hava sensörü için ilham kaynağı oldu – bazıları bir kum tanesinden daha küçük ve diğerleri elektronik olarak donatılmış, gelecekte çevresel izleme gibi görevler için atmosfere süzülebilecek küçük el ilanları.
Mikro uçucular, atmosferik verileri izlemek için drone ile dağıtılabilir
Boyutları yaklaşık 40 mm (en büyük) ile 0,4 mm (en küçük) arasında değişen bu el ilanları kendi güçleriyle hareket etmezler. Bunun yerine, biyo-ilham aerodinamik tasarımlarıyla sürdürülen havada mümkün olduğunca uzun süre kalacak şekilde tasarlandılar.
Northwestern Üniversitesi’nden mühendisler tarafından yönetilen uluslararası bir bilim insanı ekibi, fiziksel prototipleme ve bilgisayar simülasyonu yoluyla şekillerini geliştirdi. En iyi sonuçları, yere düşerken yavaş bir şekilde maksimum 28 cm/sn hızla hareket eden küçük bir uçucuydu (terminal hız olarak bilinen bir ölçü).
El ilanlarının geliştirilmesine öncülük eden Northwestern Üniversitesi’nde malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü John Rogers, “Uçuş dinamikleri açısından tohumlardan daha iyisini yapabilmemiz şaşırtıcıydı” dedi. Bunun büyük olasılıkla, doğanın birçok farklı hususu dengelemek için tohumların tasarımını optimize etmesi gerektiğinden, bilim adamlarının sadece birkaçına odaklanabileceğini belirtti: yük ve uçuş süreleri.
Bazı prototip el ilanları, aşağıdakiler gibi pilsiz elektroniklerle donatıldı: UV ışınlarını algılamak için sensörlere ve veri iletmek için bir bobin antene sahip olan bu ünite. Yaklaşık 40 mm uzunluğundadır. Resim: Northwestern Üniversitesi
Bu hafta Nature’da yayınlanan bir makalede açıklandığı gibi, bu el ilanlarını diğerlerinden ayıran şey bu yüklerdir. Rogers ve ekibi, güneş ışığına maruz kalmayı izlemek için pilsiz elektroniklerle donatılmış, yaklaşık 40 mm uzunluğunda büyük üniteler de dahil olmak üzere birçok farklı prototip geliştirdi.
Veri toplama yetenekleri, bu broşürlerin çevresel izleme araçları olarak kullanılabileceği anlamına geliyor, diyor Rogers. Kimyasal sızıntıları veya atmosferik kirliliği izlemek gibi görevler için birim bulutlarının uçak veya drone aracılığıyla dağıtılabileceğini hayal ediyor. El ilanları, yere süzülürken veya yere indiklerinde veri toplardı. Daha büyük birimler için, küçük antenler bilgileri kablosuz olarak bir ev alıcısına geri gönderebilir veya renk değiştiren el ilanları söz konusu olduğunda, gerekli verileri toplamak için el ilanlarının resimlerini yukarıdan çekmek için hava fotoğrafçılığı kullanılabilir.
Ancak Rogers’ın el ilanları konusundaki iddialı vizyonuna rağmen, tasarımın pratik, ekonomik ve çevresel yönleri hakkında cevaplanmamış birçok soru var. Norveç Hava Araştırmaları Enstitüsü’nde (NILU) kirlilik izleme teknikleri üzerinde çalışan kıdemli bir bilim adamı olan Núria Castell, The Verge’e Rogers’ın ekibinin öngördüğü şekilde veri toplamanın bu teknolojinin potansiyel uygulamalarını sınırlayacağını söyledi.
Ekip, farklı tasarımların nasıl hareket ettiğini test etmek için yüzlerce prototip üretti hava yoluyla.Şehirlerdeki hava kirliliğini ölçen kendi araştırması için el ilanlarının çözümden çok sorun sunduğunu belirtiyor. Hassas ekipmanı taşımak için çok küçüktürler; yere yolculukları sırasında sadece kısa bir süre için ilgili yükseklik seviyelerinden veri toplarlar; ve daha uzun zaman dilimlerinde veri toplamak için tekrar tekrar dağılmaları gerekecekti. Castell, bunların hepsinin mevcut teknoloji kullanılarak en iyi şekilde çözülen sorunlar olduğunu söylüyor. “Bu [el ilanlarından] kaç tanesini sadece bir hafta için bile olsa verileri ölçmek için ihtiyacınız olacak?” El ilanları, birçok çevresel izleme görevi için pratik olmayabilir
El ilanlarını tasarlamaya yönelik mühendislik ve fizik araştırmaları övgüye değer, diyor Castell. Düzenli veri toplama için pratik olmasalar da, acil durum senaryolarında son derece yararlı olabileceklerini de ekliyor. “Bunu biyolojik tehlike kazaları için kullanabilirler” diyor. “Hemen yanıt vermeniz gereken çok ciddi olaylardan bahsediyorum.” Böyle bir durumda, bir drone hızla dışarı fırlayabilir ve kazanın verdiği hasarın hızlı bir görüntüsünü almak için el ilanlarını etkilenen alan üzerine dağıtabilir.
El ilanları, bazılarının, örneğin ortak bir karıncanın yanında resmedilen bunun gibi, yaklaşık iki milimetre genişliğinde farklı boyutlardaydı.Ancak Rogers, kendisinin ve ekibinin, broşürleri çevresel etkilerini en aza indirecek yeni bir çözülebilir elektronik sınıfıyla eşleştirerek bunu ortadan kaldırmak için çalıştığını söylüyor. “Bu sorunu oldukça derinden düşündük” diyor. “Yakında yayınlayacağımız bazı gösterilerimiz var, burada tüm elektronik aksamlar bir süre sonra kaybolup yağmur suyuna karışıyor.”
Sonuçta, yine de el ilanları hâlâ bir ön tasarım. Rogers, üretim tekniklerinin iyi gelişmiş olduğunu söylüyor, ancak el ilanlarının kendileri yalnızca kontrollü ortamlarda test edildi – vahşi doğada büyük ölçekli dağıtımlarda değil. “Hala erken günler” diyor. “Ama aynı zamanda, hangi fikirlerin ölçeklenip hangilerinin ölçeklenmediğini oldukça derinden düşündük ve ölçeklenebilecek kavramlara ve pratik olarak alakalı fikirlere odaklandık. Teknolojiyi laboratuvardan çıkarmak için iş ortaklıkları arıyor olacağız.”
.
