Vattenbruket står för mer än hälften av världens fiskproduktion och har under de senaste 10 åren vinst
Genom att övervaka vattenkvaliteten kan fiskodlare göra detagera när skadliga nivåer av kontaminering upptäcks. Men de flesta kommersiella sensorer övervakar bara en sak åt gången - nivån på surhet eller syre och varje indikator på enskilda enheter som jordbrukaren måste manuellt kontrollera. Multifunktionella alternativ är skrymmande, dyra och kräver en erfaren operatör.
Steg för att skapa en flytande flerdimensionellintegrerad krets: a) MD-IC är inkapslad med en biosäkerhetspolymer, b) med en asymmetrisk bas, så att den kan simma, men förbli på rätt väg upp och c) med en solcell på toppen och vattensensorer i botten.
Skapa elektroniska enheter som fungerarflera uppgifter samtidigt, är en svår uppgift, och ofta finns det en kompromiss mellan kvalitet och mängd funktioner. Elingenjören Mohammed Hussein och hans team har skapat en liten, självdriven sensor som övervakar många vattenkvalitetsegenskaper och överför data via Bluetooth.
Forskare har byggt denna multisensoriskasystem med en multidimensionell integrerad krets (MD-IC). Kuben är designad för simning med sensorer för pH, temperatur, salthalt och ammoniak på nedsidan. Skalet vägs för att säkerställa dess säkerhet även när den utsätts för fisk. Andra yttre ytor inkluderar sensorer som övervakar luftföroreningar, solceller för att ladda ett batteri som är hermetiskt tätat i en kub, och en antenn för överföring av data via Bluetooth till en mobiltelefon.
Integrering av olika funktioner på enDatorchippet är komplext och dyrt. Men vi kombinerade flera bitar till en kub så att varje ansikte tjänade ett annat syfte. De anslutna chipsen fungerar då som en enhet. Vi ville skapa något litet och lätt. Bonden kan helt enkelt släppa enheten i vattnet och den kommer att rotera i rätt läge. MD-IC-konceptet är unikt eftersom det öppnar dörren till individuella enhets IoT-applikationer. Och vatten är alltid ett spännande medium för elektronik.
Nazek El-Atab, en av författarna till enheten.
Att förhindra onödigt fiskedöd är detett viktigt steg mot livsmedelssäkerhet. Saudiarabien investerar 3,5 miljarder dollar i vattenbruk så att det år 2030 kan producera 600 000 ton skaldjur per år. Teamet hoppas att deras sensorer kommer att stödja detta mål, men tror också att små kuber kan ha en stor framtid utanför fisket. Till exempel kan de skickas via pipelines för att samla in data om oljekvalitet. Forskare arbetar för att förbättra enhetens självkylningsteknik för att förhindra att den överhettas, och nästa steg är att testa den i fältet.