Wir haben einen Wasserqualitätssensor in Form eines kleinen schwimmenden Sensorwürfels entwickelt

Die Aquakultur liefert derzeit mehr als die Hälfte der weltweiten Fischerei, und in den letzten 10 JahrenGewinn

der weltweiten Fischzucht vervierfachte sich auf mehr als 230 Milliarden Dollar pro Jahr.Die Verschmutzung durch industrielle Aktivitäten sickert jedoch in gewerbliche Teiche und zerstörtZum Beispiel erhöhen landwirtschaftliche Düngemittel die Menge an Nährstoffen im Wasser, was zu Fischen im Wert von Millionen von Dollar führt.Wenn sich Algen zersetzen, verbrauchen sie Sauerstoff, wodurch die Fische ersticken.

Durch die Überwachung der Wasserqualität können Fischzüchterhandeln, wenn schädliche Verschmutzungsgrade festgestellt werden. Die meisten kommerziellen Sensoren überwachen jedoch jeweils nur eine Sache - den Säuregehalt oder den Sauerstoffgehalt sowie jeden Indikator an einzelnen Geräten, den der Landwirt manuell überprüfen muss. Multifunktionale Alternativen sind sperrig, teuer und erfordern einen erfahrenen Bediener.

Schritte zum Erstellen eines schwebenden mehrdimensionalenintegrierte Schaltung: a) MD-IC ist mit einem Biosicherheitspolymer eingekapselt, b) mit einer asymmetrischen Basis, damit es schwimmen kann, aber auf dem richtigen Weg nach oben bleibt und c) mit einer Solarzelle oben und Wassersensoren unten.

Erstellen elektronischer Geräte, die funktionierenMehrere Aufgaben gleichzeitig sind eine schwierige Aufgabe, und häufig besteht ein Kompromiss zwischen Qualität und Quantität der Funktionen. Der Elektrotechniker Mohammed Hussein und sein Team haben einen kleinen Sensor mit eigener Stromversorgung entwickelt, der viele Wasserqualitätsmerkmale überwacht und Daten über Bluetooth überträgt.

Forscher haben diese multisensorische gebautSystem mit einer mehrdimensionalen integrierten Schaltung (MD-IC). Der Würfel ist zum Schwimmen mit Sensoren für pH, Temperatur, Salzgehalt und Ammoniak auf der Unterseite ausgelegt. Die Schale wird gewogen, um ihre Sicherheit zu gewährleisten, auch wenn sie Fischen ausgesetzt ist. Andere äußere Oberflächen umfassen Sensoren, die die Luftverschmutzung überwachen, Solarzellen zum Laden einer in einem Würfel hermetisch versiegelten Batterie und eine Antenne zum Übertragen von Daten über Bluetooth an ein Mobiltelefon.

Die Integration verschiedener Funktionen auf einem einzigen Computerchip ist kompliziert und teuer.Aber wir haben mehrere Kacheln zu einem Würfel kombiniert, so dass jede Seite einen anderen Zweck erfüllt.Die angeschlossenen Chips fungieren dann als ein einzelnes Gerät.Der Landwirt kann das Gerät einfach ins Wasser fallen lassen und es dreht sich in die richtige Position.Das MD-IC-Konzept ist einzigartig, weil es Möglichkeiten für einzelne Geräte mit IoT-Anwendungen eröffnet.Und Wasser ist immer ein faszinierendes Medium für Elektronik

Nazek El-Atab, einer der Autoren des Geräts.

Unnötigen Fischtod zu verhindern istein wichtiger Schritt in Richtung Ernährungssicherheit. Saudi-Arabien wird 3,5 Milliarden US-Dollar in die Aquakultur investieren, um bis 2030 600.000 Tonnen Meeresfrüchte pro Jahr zu produzieren. Das Team hofft, dass ihre Sensoren dieses Ziel unterstützen, glaubt aber auch, dass kleine Würfel außerhalb der Fischerei eine große Zukunft haben können. Sie können beispielsweise über Pipelines gesendet werden, um Daten zur Ölqualität zu sammeln. Die Forscher arbeiten daran, die Selbstkühlungstechnologie des Geräts zu verbessern, um eine Überhitzung zu vermeiden. Der nächste Schritt besteht darin, es vor Ort zu testen.