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Utilizan polillas para distribuir sensores

Los insectos voladores son empleados para dejar caer livianos sensores desde el aire y hacerlos aterrizar de forma segura para la integridad de los dispositivos. La innovación permitirá estudiar zonas de acceso complejo o peligroso para el ser humano.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Washington ha creado un sistema de sensores que pueden ser distribuidos mediante polillas o diminutos drones, para de esta forma cubrir un área de estudio o relevamiento de acceso complejo o potencialmente peligroso. Los sensores viajan sobre la espalda de los insectos, hasta que son despedidos mediante un comando inalámbrico. Su escaso peso y su diseño adaptado les permiten caer desde alturas de 22 metros y salir ilesos.

Según se explica en un comunicado, una vez en el suelo los sensores pueden captar y enviar información como niveles de temperatura o humedad por un plazo de alrededor de 3 años. Su peso es de solamente 98 miligramos, una de las características que les permiten caer desde una altura similar al sexto piso de un edificio y no sufrir las consecuencias. La orden para su liberación en el aire se concreta a través de un comando Bluetooth.

¿En qué se inspiraron los especialistas para concretar esta innovación? Según Shyam Gollakota, profesor asociado de la Universidad de Washington y líder de la investigación, “recordamos que el ejército arroja alimentos y suministros esenciales desde helicópteros en zonas de desastre. Esto nos sirvió de inspiración y nos preguntamos si era factible desarrollar un método similar con el objetivo de obtener un mapa de las condiciones atmosféricas y de otros datos en regiones que son demasiado peligrosas para una misión humana o porque el acceso es casi imposible”, indicó.

Los investigadores destacaron que se trata de la primera ocasión en la que se ha demostrado que insectos como las polillas o drones de escasas dimensiones pueden liberar sensores, sortear espacios estrechos con mejores resultados que cualquier dron de tamaño convencional y sostener vuelos mucho más largos. Las aplicaciones parecen infinitas, ya que existe una enorme cantidad de sitios que los científicos desean estudiar y no pueden hacerlo en función de la complejidad o carácter peligroso del acceso.

Un diseño orientado a la eficiencia

Son muchos los detalles y secretos que esta tecnología aprovecha para ganar en eficiencia. Por ejemplo, mientras los drones de tamaño convencional emplean pinzas para transportar sus cargas, en el nuevo sistema el sensor transportado se acopla a la polilla o a un diminuto dron mediante un alfiler magnético, que a su vez se encuentra rodeado por una bobina de alambre de extrema delgadez.

En el momento en que es necesario liberar el sensor para que caiga en la zona a estudiar, un técnico ubicado en tierra envía un comando inalámbrico mediante Bluetooth que crea una corriente alrededor de la bobina, produciendo un campo magnético. Dicho campo provoca que el alfiler magnético mencionado anteriormente deje de sujetar al sensor, facilitando su descenso.

Para que los sensores no se averíen o directamente se destruyan al caer al suelo, los expertos los diseñaron ubicando el sector más pesado, o sea el que lleva la batería, sobre una esquina. Gracias a esa disposición, el sensor comienza a girar sobre la esquina más pesada al momento de iniciar su viaje hacia el suelo. Esto produce una fuerza de arrastre suplementaria y ralentiza la caída. Al mismo tiempo, el escaso peso del dispositivo contribuye a reducir la velocidad del descenso y a atenuar el impacto.

Usos y aplicaciones a futuro

Los científicos e ingenieros a cargo del proyecto piensan hacer uso de la nueva tecnología para crear una red de sensores dentro de un área de estudio. De esta manera, se podrán utilizar polillas para distribuir una gran cantidad de sensores en toda la extensión de un bosque o granja que se desee monitorear, entre muchos otros ejemplos.

Asimismo, los investigadores están trabajando actualmente en un mecanismo para recuperar sensores una vez que sus baterías se hayan agotado. Superado este escollo operativo, planean utilizar el sistema en una amplia variedad de ubicaciones y aplicaciones, como por ejemplo áreas ambientalmente sensibles en las cuales el ingreso de técnicos humanos puede ser especialmente invasivo.

También piensan reemplazar la batería por un accesorio de alimentación mediante energía solar. Otro objetivo a mediano plazo es automatizar el despliegue de sensores en entornos industriales.

Referencia

Airdropping sensor networks from drones and insects. Shyam Gollakota et al. MobiCom ’20: Proceedings of the 26th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking (2020).DOI:https://doi.org/10.1145/3372224.3419981

Foto:

Los investigadores han creado un sistema de sensores que pueden viajar sobre la espalda de una polilla. Crédito: Mark Stone / Universidad de Washington.

Video: Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering / Universidad de Washington.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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