受蒲公英如何利用風(fēng)來(lái)傳播種子的啟發(fā)，華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種無(wú)電池微型傳感器攜帶裝置，當(dāng)風(fēng)向地面滾動(dòng)時(shí)，它可以被風(fēng)吹走。一旦著陸，該裝置可以容納至少4個(gè)傳感器，使用太陽(yáng)能電池板為其負(fù)載電子設(shè)備供電，并可以共享遠(yuǎn)離60米的傳感器數(shù)據(jù)。這項(xiàng)研究發(fā)表在周一的《自然》雜志上。

關(guān)于傳感裝置的物理性質(zhì)：這種傳感器的重量大約是1毫克蒲公英種子的30倍，在無(wú)人機(jī)釋放后，可以在微風(fēng)中行進(jìn)100米，大約相當(dāng)于足球場(chǎng)的長(zhǎng)度。

由于這些設(shè)備上有電子設(shè)備，因此使整個(gè)系統(tǒng)像真正的蒲公英種子一樣輕是一個(gè)挑戰(zhàn)。研究人員開發(fā)了一種形狀，使系統(tǒng)能夠慢慢落地，從而被微風(fēng)搖晃。研究人員測(cè)試了75種設(shè)計(jì)，以確定什么將導(dǎo)致最小的設(shè)計(jì)“終端速度”或者裝置在空中墜落時(shí)的最大速度。

蒲公英種子結(jié)構(gòu)的工作模式是它們有一個(gè)中心點(diǎn)，絨毛伸展以減緩它們的下落。研究人員對(duì)其進(jìn)行了二維投影，為設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了基本設(shè)計(jì)。當(dāng)重量增加時(shí)，設(shè)備的刷毛開始向內(nèi)彎曲。然后，研究人員添加了一個(gè)圓形結(jié)構(gòu)，使其更硬，并占用更多的面積來(lái)幫助減緩其速度。

為了保持輕盈，研究小組使用太陽(yáng)能電池板而不是重型電池為電子設(shè)備供電。95%的時(shí)間里，這些設(shè)備的太陽(yáng)能電池板直立著陸。它們的形狀和結(jié)構(gòu)使它們能夠像蒲公英種子一樣直立地翻轉(zhuǎn)和墜落。

然而，如果沒有電池，系統(tǒng)將無(wú)法儲(chǔ)存電源，這意味著傳感器將在太陽(yáng)下山后停止工作。當(dāng)太陽(yáng)第二天早上升起時(shí)，系統(tǒng)需要一點(diǎn)能量才能啟動(dòng)。研究小組設(shè)計(jì)的電子設(shè)備包括一個(gè)電容器，它可以在夜間儲(chǔ)存一些電荷。

傳感器使用反向散射（一種通過(guò)反射傳輸信號(hào)發(fā)送信息的方法）將傳感器數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送回研究人員。當(dāng)日落關(guān)閉時(shí)，設(shè)備可以測(cè)量溫度、濕度、壓力和光，并發(fā)送數(shù)據(jù)。第二天早上，當(dāng)這些設(shè)備重新啟動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集恢復(fù)。

所謂的無(wú)電池設(shè)備實(shí)際上是使用太陽(yáng)能電池板為其電子設(shè)備供電。除了文章中提到的優(yōu)點(diǎn)外，該系統(tǒng)還有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，即整個(gè)設(shè)備上沒有任何東西會(huì)耗盡電源，該設(shè)備可以一直運(yùn)行，直到無(wú)法彌補(bǔ)的物理故障被直接丟棄。然而，它也有缺點(diǎn)，即電子產(chǎn)品將分散在系統(tǒng)中，而未來(lái)完全廢棄的降解是一個(gè)難題。然而，據(jù)說(shuō)研究人員正在努力克服這個(gè)問題。