پژوهشگران دانشگاه MIT در حال کار بر روی پروژه ی جدیدی هستند که بتوانند با استفاده از یک شبکه ی بی سیم سنسور از گسترش آتش سوزی جنگل جلوگیری کنند. برای این کار آن ها می خواهند دریابند که آیا انرژی درختان جنگل می تواند این سنسورها را تغذیه کند یا نه؟ آن چه که پژوهشگران طی این پژوهش یاد می گیرند می تواند احتمال استفاده از درختان را به عنوان نگهبانانی ساکت در مرزهای کشورها برای کشف تهدیدهای احتمالی مانند مواد رادیواکتیو قاچاق افزایش دهد.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز) و به نقل از فیزورگ، سازمان Forest Service امریکا در حال حاضر آتش سوزی جنگل ها را با استفاده از ابزار گوناگونی شامل ایستگاه های هواشناسی خودکار کنترل شونده از راه دور پیش بینی و ردیابی می کند. ولی این ایستگاه ها گران قیمت بوده و نواحی محدودی را تحت پوشش خود قرار می دهند. سنسورهای اضافی می توانند با فراهم آوردن اطلاعات آب و هوایی محلی بهتر، در مدل های پیش بینی آتش سوزی ها و تهدیدهای اولیه نقش مهمی ایفا کرده و درختان را از خطر آتش سوزی حفظ کنند. از آن جایی که دسترسی به این سنسورها اغلب خیلی دشوار است، بنابراین شارژ دوباره یا تعویض دستی باتری های آن ها، انجام این پروژه را غیرعملی و گران قیمت می کند.

سیستم سنسور جدید با جاسازی سنسورها در درختان که خودشان تغذیه ی خودشان را بر عهده دارند، از بروز این مشکل خودداری می کند. این سنسورها به باتری هایی مجهز شده اند که می توانند با استفاده از برق تولیدی از انرژی درختان به آهستگی خودشان را دوباره شارژ کنند. شوگوانگ زانگ، یکی از پژوهشگران این پروژه و دستیار مدیر مرکز مهندسی زیست-پزشکی MIT (CBE) گفت: "یک درخت تنها نمی تواند انرژی الکتریکی زیادی را تولید کند. ولی همان طور که آبی که از یک شیر آب چکه می کند می تواند به مرور زمان یک سطل آب را پر کند، انرژی حاصله از درختان به مرور افزایش می یابد."

سیستم جدید برق را به میزان کافی تولید می کند تا به سنسورهای دما و سنسورهای رطوبتی این اجازه را بدهد تا آن ها بتوانند در هر روز چهار بار سیگنال ها را به طور بی سیم ارسال کنند و یا در صورت وقوع آتش سوزی، سیگنال ها را به سرعت ارسال کنند. هر سیگنال از یک سنسور به سنسور بعد جهش می کند تا زمانی که به یک ایستگاه هواشناسی موجود برسد. سپس این سیگنال ها توسط ماهواره به مرکز کنترل و مدیریت جنگل واقع در شهر بویز ایالت آیداهو مخابره می شود.

مدت زمان زیادی بود که دانشمندان دریافته بودند درختان می توانند به میزان بسیار کمی برق تولید کنند ولی هیچ کس دقیقاً نمی دانست که این انرژی چگونه تولید می شود و یا چگونه می توان از مزایای آن بهره برد. زانگ و همکارانش در مجله ی اخیر Public Library of Science ONE به این پرسش پاسخ دادند. اندرس مرشین همکار فوق دکترای این پروژه در CBE اظهار داشت: "این یک پدیده ی نسبتاً ساده است. این پدیده به دلیل عدم توازن بین pH یک درخت و خاکی که در آن رشد می کند رخ می دهد." اولین مؤلف مقاله، کریستوفر لاو بود. وی دارای مقام ارشد MIT در شیمی است که از سال اول ورود به دانشگاه روی این پروژه کار می کرده است.

تیم پژوهشی برای حل معمای این که ولتاژ ناشی از درختان دقیقاً از کجا سرچشمه می گیرد، می بایست چندین نظریه را که خیلی از آن ها عجیب و غریب به نظر می رسند، امتحان کنند. برای این کار آن ها آزمایش های زیادی انجام دادند که نشان می دهد برق تولید شده از انرژی درختان به دلیل یک واکنش الکتروشیمیایی اکسایش کاهش ساده نیست (واکنشی که انرژی الکتریکی «باتری های سیب زمینی » را که در آزمایشگاه های علمی دبیرستان ها مرسوم است فراهم می کند، http://en.wikipedia.org/wiki/Lemon_battery). اين تیم پژوهشی همچنین به دلیل پیوستن به خطوط قدرت زیرزمینی، امواج رادیویی و تداخل الکترومغناطیسی از منبع چشم پوشی کردند.

قرار است آزمایش شبکه ی بی سیم سنسور، که توسط Voltree Power در حال توسعه است، در فصل بهار سال 2009 در قطعه زمینی به مساحت 4 هکتار که توسط Forest Service فراهم شده است، آغاز شود. به گفته ی لاو که همراه با مرشین از سرمایه گذاران Voltree Power است، نمونه ی شارژر باتری که مهار کننده ی انرژی زیست می باشد و همچنین سنسورها، هم اکنون آماده می باشند. لاو بیان داشت: "ما پیش بینی می کنیم در هر 0.4 هکتار نیاز به مجهز کردن چهار درخت می باشد." وی همچنین متذکر شد این سیستم طوری طراحی شده است که کارگران غیر متخصص بتوانند آن را به راحتی نصب کنند.

وی نتیجه گیری کرد: "ما هم اکنون دقیقاً ارزیابی می کنیم که آرایش شبکه ی بی سیم سنسور باید به چه صورت باشد تا کم ترین توان ممکن را استفاده کند." آزمایش های اولیه توسط MagCap Engineering, LLC به واسطه یUndergraduate Research Opportunities Program دانشگاه MIT پشتیبانی شده است.

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |