Matemáticos de la Universidad RUDN han desarrollado un nuevo método para recolectar datos de nanosensores inalámbricos pasivos. Estos dispositivos miden los parámetros de los objetos y los convierten en una señal. Utilizan nanoelementos microscópicos y no tienen una batería integral. Los matemáticos han modelado un experimento con puertas de enlace, que se realizan sobre la base de aviones no tripulados. Mostró que la integración con tales puertas de enlace podría proporcionar una transferencia de energía inalámbrica conveniente al transmisor y una recopilación de información sin obstáculos a través de rutas de drones flexibles y dinámicas. El artículo se publica en la revista Computer Communications.

Los nanosensores pasivos pueden ser útiles en una variedad de situaciones: desde monitorear el estado del cuerpo hasta estudiar el suelo, el aire u objetos como tuberías, presas o diques. Pero las capacidades de estos sensores son limitadas, ya que no tienen baterías ni procesadores. Para suministrar a los sensores suficiente energía, necesitamos mecanismos que realicen esta tarea. Además, se necesitan dispositivos para recopilar datos de los sensores. Los matemáticos de la Universidad RUDN, Rustam Pirmagomedov y Mikhail Blinnikov, propusieron el uso de nanovías basadas en aviones no tripulados para transmitirles la información recopilada y proporcionar un monitoreo continuo en línea de los objetos observados.

Los nanosensores constan de varias partes: nano-nodos (sensores), enrutadores nano y nano / micro puertas. Los nano-nodos recopilan datos utilizando ondas electromagnéticas que irradian enrutadores nano y también transforman estas ondas en energía para su funcionamiento.

Los enrutadores nano leen la información de los sensores y las micro puertas son responsables de obtener los datos. Las antenas de grafeno proporcionan una red inalámbrica, que son capaces de transmitir y recibir radiación en la banda THz.

Los matemáticos de la Universidad RUDN realizaron una simulación utilizando un simulador en un campo condicional de 500 * 500 metros. La aeronave utilizada para la instalación de sensores en puntos predeterminados o en un orden aleatorio. La primera opción lleva más tiempo pero requiere menos sensores para cubrir el campo. La segunda opción es más rápida, pero requiere más sensores, y el esquema de recopilación de datos puede volverse heterogéneo.

Las puertas de enlace se integraron condicionalmente en dispositivos que sobrevolaron el campo, emitieron ondas electromagnéticas y recopilaron información de los sensores. Cada sensor midió la temperatura, la humedad y el pH del medio ambiente en su metro cuadrado. Los matemáticos de la Universidad RUDN consideraron frecuencias portadoras de 0.1 a 0.15 THz, calcularon el tiempo de recepción de energía por los sensores y el tiempo de transmisión de datos a diferentes velocidades de drones y diferentes radios de radiación electromagnética.

Con el radio de radiación más pequeño de 0.6 my la velocidad más baja del dron 1 m / seg, el tiempo del dron para dar servicio a 1 hectárea fue de aproximadamente 2.5 segundos. Con un aumento en la velocidad o con cada extensión en el radio de 0.2 m / s, el tiempo de operación del dron disminuyó. A altas velocidades, los sensores no tenían tiempo para almacenar energía, y una extensión del radio redujo la ganancia de antena y redujo la cantidad de energía transmitida a los sensores. Entonces, la velocidad de operación de los drones dependía de la velocidad de su vuelo y del radio de radiación electromagnética.

Por lo tanto, el uso de nano-gateways basados ​​en aviones no tripulados fue posible. Esto ofrece ventajas sobre las puertas de enlace terrestres, que no pueden moverse ni elegir rutas convenientes dependiendo de los obstáculos en el camino.

Dado que la integración de redes de nanosensores inalámbricos pasivos y drones ha mostrado resultados positivos, los matemáticos de la Universidad RUDN continuarán estudiando sus capacidades. En un futuro próximo, los investigadores planean una simulación del trabajo conjunto de sensores y puertas de enlace teniendo en cuenta las condiciones climáticas y los posibles obstáculos para el dron . La nanotecnología amplía aún más el alcance de tales redes donde es inconveniente o peligroso para una persona trabajar, en grandes áreas, en zonas de desastre o en lugares de difícil acceso. Por lo tanto, las investigaciones de especialistas en este campo son importantes para el desarrollo de las esferas donde el control ambiental es importante.