Mēs izveidojām ūdens kvalitātes sensoru maza peldoša sensora kuba formā

Akvakultūra pašlaik nodrošina vairāk nekā pusi no pasaules zivju produkcijas, un pēdējo 10 gadu laikā tiek gūta peļņa

pasaules zivju audzēšanas apjoms ir palielinājies par četriemreizes un sasniedza vairāk nekā 230 miljardus ASV dolāru gadā. Tomēr rūpniecisko darbību radītais piesārņojums iesūcas komerciālajos dīķos un iznīcina miljoniem dolāru zivju. Piemēram, lauksaimniecības mēslojums palielina barības vielu daudzumu ūdenī, kas izraisa aļģu ziedēšanu. Aļģēm sadaloties, tās patērē skābekli, izraisot zivju nosmakšanu.

Uzraugot ūdens kvalitāti, zivju audzētāji to varrīkojieties, ja tiek atklāts kaitīgs piesārņojuma līmenis. Tomēr vairums komerciālo sensoru vienlaikus uzrauga tikai vienu lietu - skābuma vai skābekļa līmeni un katru indikatoru atsevišķās ierīcēs, kas lauksaimniekam ir manuāli jāpārbauda. Daudzfunkcionālas alternatīvas ir apjomīgas, dārgas un prasa pieredzējušu operatoru.

Soļi peldoša daudzdimensiju izveideiintegrētā shēma: a) MD-IC ir iekapsulēts ar bioloģiskās drošības polimēru, b) ar asimetrisku pamatni, lai ļautu tam peldēt, bet paliktu uz pareizā ceļa uz augšu un c) ar saules bateriju augšpusē un ūdens sensoriem apakšā.

Radīt elektroniskas ierīces, kas darbojasvairāki uzdevumi vienlaikus, ir grūts uzdevums, un bieži vien kompromiss ir starp funkciju kvalitāti un kvantitāti. Elektrotehnikas inženieris Mohammeds Huseins un viņa komanda ir izveidojuši nelielu pašpiedziņas sensoru, kas uzrauga daudzus ūdens kvalitātes raksturlielumus un pārraida datus caur Bluetooth.

Pētnieki ir izveidojuši šo daudz sensorusistēma, izmantojot daudzdimensiju integrēto shēmu (MD-IC). Kubs ir paredzēts peldēšanai ar pH, temperatūras, sāļuma un amonjaka sensoriem negatīvajā pusē. Apvalks tiek nosvērts, lai nodrošinātu tā drošību pat tad, ja tiek pakļauts zivīm. Pie citām ārējām virsmām ietilpst sensori, kas uzrauga gaisa piesārņojumu, saules baterijas, lai uzlādētu kubā hermētiski noslēgtu akumulatoru, un antena datu pārraidei, izmantojot Bluetooth, uz mobilo tālruni.

Dažādu funkciju integrācija vienāDatora mikroshēma ir sarežģīta un dārga. Bet mēs apvienojām vairākus gabalus kubā, lai katra seja kalpotu citam mērķim. Pēc tam pievienotās mikroshēmas darbojas kā viena ierīce. Mēs gribējām izveidot kaut ko mazu un vieglu. Lauksaimnieks var vienkārši iemest ierīci ūdenī, un tā griezīsies pareizajā pozīcijā. MD-IC koncepcija ir unikāla, jo tā paver durvis uz atsevišķu ierīču IoT lietojumprogrammām. Un ūdens vienmēr ir intriģējošs līdzeklis elektronikai.

Nazeks El-Atabs, viens no ierīces autoriem.

Nepieļaut zivju nāves novēršana irsvarīgs solis ceļā uz nodrošinātību ar pārtiku. Saūda Arābija ieguldīs akvakultūrā 3,5 miljardus dolāru, lai līdz 2030. gadam tā varētu saražot 600 000 tonnu jūras velšu gadā. Komanda cer, ka viņu sensori atbalstīs šo mērķi, taču arī uzskata, ka maziem kubiņiem var būt liela nākotne ārpus zvejniecības. Piemēram, tos var nosūtīt pa cauruļvadiem, lai savāktu datus par naftas kvalitāti. Pētnieki strādā, lai uzlabotu ierīces pašdzesēšanas tehnoloģiju, lai novērstu tās pārkaršanu, un nākamais solis būs tās pārbaude uz lauka.