Gracias a su pelusa plumosa, una semilla de diente de león llevada por el viento puede cubrir más de media milla. Aunque desalentador para muchos jardineros, esta maravilla del viaje pasivo fue una inspiración para los científicos de la Universidad de Washington. Los investigadores de la UW han creado pequeños dispositivos que se dispersan con la brisa y se instalan en un paisaje donde pueden monitorear e informar sobre las condiciones ambientales.
El equipo reconoce fácilmente que la naturaleza dio forma a su trabajo, al que llamaron «internet de las cosas bioinspiradas» en una referencia a la tecnología IoT.
En el futuro, «habrá una fusión entre la biología y la tecnología donde tendrá lo mejor de ambos mundos», dijo Shyam Gollakota, profesor de la UW en la Escuela de Informática e Ingeniería Paul Allen que ayudó a desarrollar los sensores.
Los dispositivos que imitan el diente de león son el foco de un artículo publicado el miércoles por Gollakota y sus colegas en la revista Nature.
Investigaciones anteriores de los científicos de la UW se centraron en las fusiones de tecnología de insectos. Desarrollaron pequeñas herramientas de seguimiento que se adjuntaron a los avispones gigantes llamados «asesinos», lo que llevó a los investigadores del Departamento de Agricultura de Washington a sus nidos, que luego fueron destruidos. Los ingenieros también instalaron cámaras inalámbricas en la parte posterior de los escarabajos y construyeron sensores que se pueden soltar de las polillas.
En ese momento, el trabajo de detección de errores fue innovador y los investigadores se sorprendieron con lo que pudieron lograr, dijo Gollakota. En última instancia, esos proyectos sentaron las bases para esta última innovación de vanguardia, que tuvo que resolver múltiples desafíos técnicos. Los insectos, por ejemplo, pueden manejar cargas útiles mucho más pesadas que los dispositivos inspirados en el diente de león, que solo pesan 30 veces más que una semilla de diente de león de 1 miligramo.
“No sabes lo que es posible”, dijo Gollakota, “hasta que estás superando los límites”.
Vikram Iyer, profesor asistente de la Universidad de Washington en la Escuela Allen, es el autor principal del artículo en Nature, una revista científica de primer nivel. El profesor de biología de la UW, Thomas Daniel, y el graduado en ingeniería eléctrica e informática de la UW, Hans Gaensbauer, son coautores. Gollakota es el autor principal.
Así es como funcionan los dispositivos:
- Los discos de película delgada y perforada llevan mini dispositivos electrónicos, incluido un panel solar; un condensador para almacenar carga durante la noche; al menos cuatro sensores que controlen condiciones como temperatura, presión, humedad y luz; y un microcontrolador para ejecutar el sistema.
- Cientos o miles de dispositivos son lanzados, probablemente por un dron. En condiciones secas y ventosas, pueden viajar hasta 300 pies antes de aterrizar.
- Así como una semilla de diente de león cae naturalmente con el extremo hacia abajo, el dispositivo necesita aterrizar con el panel solar hacia arriba. Gracias a los trucos de ingeniería, eso sucede al menos el 95 % de las veces con los dispositivos. Debido a limitaciones de peso, no tiene batería.
- Los sensores recopilan y transmiten información mientras funcionan con energía solar durante el día.
- El sistema envía los datos a los investigadores mediante «retrodispersión», que emplea tecnología de radio y refleja las señales transmitidas. Esto utiliza menos energía que un dispositivo que genera su propia señal.
Los investigadores dicen que los dispositivos ofrecen una estrategia de ahorro de tiempo y mano de obra para monitorear las condiciones en granjas, bosques y otros escenarios.
La tecnología no está lista para la comercialización y se desconoce el precio de los dispositivos. El hardware cuesta alrededor de $ 2-3 por unidad.
Los científicos están explorando la posibilidad de crear los discos a partir de un material biodegradable para reducir el impacto ambiental. También están experimentando con su forma para controlar mejor dónde aterrizan los sensores y garantizar una distribución uniforme. Una estrategia es incluir intencionalmente múltiples formas para que los dispositivos viajen naturalmente diferentes distancias.
“Esto imita la biología, donde la variación es en realidad una característica, en lugar de un error”, dijo Daniel en un comunicado. “Las plantas no pueden garantizar que el lugar donde crecieron este año vaya a ser bueno el próximo, por lo que tienen algunas semillas que pueden viajar más lejos para cubrir sus apuestas”.
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