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小型ドローンや虫に乗せて投下する超軽量センサーを開発!

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1円玉よりも軽いセンサー

センサー搭載した幅28mmの超小型ドローン

ワシントン大学は史上初となる蛾などの虫に搭載して使用する環境観測用のセンサーを開発した。
飛行中にセンサーを投下するため、37mgの投下装置を搭載。装置の起動にはわずか450μJのエネルギーと、33kbpsで最大1kmのセンサーデータを送信できるワイヤレス通信リンクを使用する。

1セント硬貨の上にうまく収まる小さなセンサーチップ。

1セント硬貨の上にうまく収まる小さなセンサーチップ

投下装置が展開すると、98 mgのワイヤレスセンサーは、68 mgのバッテリーで1時間あたり10〜50パケットを送信しセンサーのバッテリーは1〜5年間稼働。用途としては人が踏み入ることのできない環境の長期的な観測を目的としている。


センサーといえば繊細な精密機器だが、僅か98mgという軽さが飛行中に投下するという運用を可能にしている。例えば我々人間が地上2階のビルから飛び降りれば怪我を免れないが、同じ高さに生えている街路樹の落ち葉は脆いながらも風にひらひらと舞って無傷で着地できる。このセンサーも、落ち葉と同じように軽さゆえの空気抵抗を受けて地面にゆっくりと着地する。


超小型ドローンと蛾にセンサーを取り付け飛行させた動画

動画では幅28mmの小さなドローンと蛾(Manduca sexta)への搭載例を示し、センサーが高さ22mからタイルの床に衝突しても損傷を受けないことを証明している。この装置によってありふれた屋外の昆虫を利用可能になり、本質的に無料の移動性を提供する。
しかし、昆虫が搭載した機材を運ぶ際、動きや位置を特定するための電力、サイズ、重量、および自己位置特定の主要な技術的課題に対処する必要がある。ワシントン大学は今後通信、低電力の自己位置特定ハードウェア、センサー、電源を含むプラットフォームを開発し、実用化を目指す。ワシントン大学のプラットフォームでは、102mg以内の重量に収まる機材で、センサーを搭載した昆虫が巣箱に戻ったときに1 kbpsでデータを送信し、アクセスポイントから80 mの距離まで送信できることを示している。


@ワシントン大学

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この記事は私が書きました。