ビデオ北半球に秋が到来する中、科学者たちは、空中種子の季節的な拡散と同様に、接続された小さな半導体が風に乗って拡散される様子を明らかにしました。
米国ノースウェスタン大学のジョン・ロジャース教授率いる研究者らは、ヘリコプターやスピナーの種子に見られるような回転動作を実現し、安定性と飛行動作を向上させるプリント回路を設計した。
今週ネイチャー誌に掲載された論文の中で、研究者らは、シンプルな電子機器を設計に組み込むことが可能であり、その一例には空気中の粒子を検知する回路が含まれていると主張している。
研究者らは、シミュレーションと風洞実験で、1mm未満のマイクロスケールから1mmを超えるマクロスケールまで、飛行機の直径、構造、翼の種類などの設計パラメータを変更することで空気力学にどのような影響が及ぶかを調べました。
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研究者らは、環境モニタリングに使用できる能動的な電子機器やセンサーを内蔵できる、さまざまな3D回転種子状デバイスを実証したと主張している。
ロジャーズ氏はThe Register紙の取材に対し、この技術の応用分野として最も大きな可能性を秘めているのは、例えば大気汚染、地下水汚染、農業用薬剤の検出などだと述べた。病原体や病気の蔓延を追跡することも可能になるかもしれない。こうした分野では、小型センサーを大規模かつ分散配置することが有効となるだろう。
「私たちは、生物学的病原体、粒子状汚染、そして地下水の重金属汚染に焦点を当て、より高度なセンサーの導入に取り組んでいます」と彼は述べた。「最大の落とし穴は、散布方式の受動的な性質です。その利点は、例えば羽ばたき翼を組み込んだシステムと比較して、コストとシンプルさにあります。」
3Dマイクロフライヤーのコレクション
プラスチック汚染に既に悩まされている世界に、マイクロエレクトロニクス製品を自由に流通させるのは良くない考えだと考える人も多いだろう。しかしロジャーズ氏によると、チームは「この非常に重要な問題に対処する方法として」、環境分解可能なバージョンのデバイスをすでに開発済みだという。
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同氏によれば、チラシの価格は積載量に応じて１セントから２０セントの間になる可能性があるという。
付随記事の中で、コーネル大学電気・コンピュータ工学部の助教授エリザベス・ファレル・ヘルブリング氏は次のように述べている。「これらのデバイスは、環境モニタリング、無線通信ノード、あるいはモノのインターネットと呼ばれるインターネット接続デバイスのネットワークに基づくさまざまな他の技術のための動的センサーネットワークを形成できる可能性がある。」
飛行体が風の中でどのように行動するかを理解し、パラシュートやグライダー型飛行体をベースにした代替案を模索するには、さらなる研究が必要ですが、彼女は次のように述べています。「自律型昆虫スケールシステムの開発に焦点を当てたロボット工学者として、著者らのマイクロスケールロボット技術が提起する疑問に興奮しています。」®
