Създадохме сензор за качество на водата под формата на малък плаващ сензор куб

Аквакултурите в момента доставят повече от половината от световното производство на риба, а през последните 10 години печалби

от световното рибовъдство се е увеличило с четирипъти и възлиза на повече от 230 милиарда долара годишно. Замърсяването от промишлени дейности обаче прониква в търговски езера и унищожава риба за милиони долари. Например селскостопанските торове увеличават количеството хранителни вещества във водата, което води до цъфтеж на водорасли. Докато водораслите се разлагат, те изразходват кислород, което кара рибите да се задушат.

Проследявайки качеството на водата, рибовъдите могатдейства при откриване на вредни нива на замърсяване. Въпреки това, повечето търговски сензори наблюдават само едно нещо наведнъж - нивото на киселинност или кислород и всеки индикатор на отделни устройства, които фермерът трябва да провери ръчно. Многофункционалните алтернативи са обемисти, скъпи и изискват опитен оператор.

Стъпки за създаване на плаващ многоизмеренинтегрална схема: а) MD-IC е капсулиран с полимер за биологична безопасност, б) с асиметрична основа, за да може да плува, но да остане на правия път нагоре и в) със слънчева клетка отгоре и сензори за вода в долната част.

Създаване на електронни устройства, които изпълняватняколко задачи едновременно, е трудна задача и често има компромис между качество и количество функции. Електроинженерът Мохамед Хюсеин и неговият екип са създали малък, самостоятелно захранван сензор, който следи много характеристики за качеството на водата и предава данни чрез Bluetooth.

Изследователите са изградили този мултисензорсистема, използваща многоизмерна интегрална схема (MD-IC). Кубът е предназначен за плуване със сензори за pH, температура, соленост и амоняк от долната страна. Черупката се претегля, за да се гарантира нейната безопасност дори при излагане на риба. Други външни повърхности включват сензори, които наблюдават замърсяването на въздуха, слънчеви клетки за зареждане на батерия, херметически затворена в куб, и антена за предаване на данни чрез Bluetooth към мобилен телефон.

Интегриране на различни функции в едноКомпютърният чип е сложен и скъп. Но ние комбинирахме няколко части в куб, така че всяко лице да служи за различна цел. След това свързаните чипове действат като едно устройство. Искахме да създадем нещо малко и леко. Фермерът може просто да пусне устройството във водата и то ще се завърти в правилната позиция. Концепцията MD-IC е уникална, защото отваря вратата към IoT приложения на отделни устройства. А водата винаги е интригуваща среда за електрониката.

Назек Ел-Атаб, един от авторите на устройството.

Предотвратяването на ненужна смърт от риба еважна стъпка към продоволствената сигурност. Саудитска Арабия ще инвестира 3,5 милиарда долара в аквакултури, така че до 2030 г. да може да произвежда 600 000 тона морски дарове годишно. Екипът се надява сензорите им да подкрепят тази цел, но също така вярва, че малките кубчета могат да имат голямо бъдеще извън риболова. Например, те могат да бъдат изпращани по тръбопроводи за събиране на данни за качеството на петрола. Изследователите работят за подобряване на технологията за самоохлаждане на устройството, за да се предотврати прегряване, а следващата стъпка ще бъде тестване в полето.