Les mathématiciens de l'Université RUDN ont développé une nouvelle méthode de collecte de données à partir de nanocapteurs passifs sans fil. Ces appareils mesurent les paramètres des objets et les convertissent en un signal. Ils utilisent des nanoéléments microscopiques et n'ont pas de batterie intégrée. Des mathématiciens ont modélisé une expérience avec des passerelles, qui sont faites sur la base d'avions sans pilote. Il a montré que l'intégration avec de telles passerelles pouvait fournir un transfert de puissance sans fil pratique vers l'émetteur et une collecte d'informations sans entrave via des itinéraires de drones flexibles et dynamiques. L'article est publié dans la revue Computer Communications.

Les nanocapteurs passifs peuvent être utiles dans diverses situations :du suivi de l'état du corps à l'étude du sol, l'air ou des objets tels que des pipelines, barrages, ou des digues. Mais les capacités de ces capteurs sont limitées, car ils n'ont pas de piles et de processeurs. Pour alimenter les capteurs en énergie suffisante, nous avons besoin de mécanismes qui accompliraient cette tâche. En outre, des dispositifs pour collecter les données des capteurs sont nécessaires. Mathématiciens de l'Université RUDN, Rustam Pirmagomedov et Mikhaïl Blinnikov, ont proposé d'utiliser des nanopasserelles basées sur des aéronefs sans pilote pour leur transmettre les informations collectées et pour assurer une surveillance en ligne continue des objets observés.

Les nanocapteurs sont constitués de plusieurs parties :des nano-nœuds (capteurs), nano routeurs et nano/micropasserelles. Les nano-nœuds collectent des données à l'aide d'ondes électromagnétiques qui émettent des nano-routeurs et transforment également ces ondes en énergie pour le fonctionnement.

Les nano-routeurs lisent les informations des capteurs et les micro-passerelles sont chargées d'obtenir les données. Un réseau sans fil est assuré par des antennes en graphène, capables d'émettre et de recevoir des rayonnements dans la bande THz.

Les mathématiciens de l'Université RUDN ont réalisé une simulation à l'aide d'un simulateur sur un champ conditionnel de 500*500 mètres. L'avion utilisé pour l'installation de capteurs à des points prédéterminés ou dans un ordre aléatoire. La première option prend plus de temps mais nécessite moins de capteurs pour couvrir le champ. La deuxième option est plus rapide, mais cela nécessite plus de capteurs, et le schéma de collecte des données peut devenir hétérogène.

Les passerelles étaient conditionnellement intégrées dans des appareils qui survolaient le terrain, émis des ondes électromagnétiques et collecté des informations à partir de capteurs. Chaque capteur mesurait la température, humidité, pH de l'environnement sur son mètre carré. Les mathématiciens de l'Université RUDN ont considéré des fréquences porteuses de 0,1 à 0,15 THz, calculé le temps de réception de l'énergie par les capteurs et le temps de transmission des données à différentes vitesses de drones et différents rayons de rayonnement électromagnétique.

Avec le plus petit rayon de rayonnement de 0,6 m et la vitesse la plus faible du drone 1 m/sec, le temps du drone pour desservir 1 hectare était d'environ 2,5 secondes. Avec une augmentation de la vitesse ou à chaque extension dans le rayon de 0,2 m/s, le temps de fonctionnement du drone a diminué. A grande vitesse, les capteurs n'avaient pas le temps de stocker de l'énergie, et une extension du rayon réduit le gain d'antenne et réduit la quantité d'énergie transmise aux capteurs. Donc, la vitesse de fonctionnement des drones dépendait de la vitesse de leur vol et du rayon de rayonnement électromagnétique.

Ainsi, l'utilisation de nano-passerelles basées sur des avions sans pilote était possible. Cela donne des avantages par rapport aux passerelles au sol, qui ne peuvent pas se déplacer ou choisir des itinéraires convenables en fonction des obstacles sur le chemin.

Depuis que l'intégration de réseaux de nanocapteurs sans fil passifs et de drones a donné des résultats positifs, Les mathématiciens de l'Université RUDN continueront d'étudier ses capacités. Dans un futur proche, les chercheurs prévoient une simulation de travail conjoint de capteurs et de passerelles prenant en compte les conditions météorologiques et les éventuels obstacles pour le drone. La nanotechnologie élargit encore la portée de ces réseaux lorsqu'il est peu pratique ou dangereux pour une personne de travailler - dans de vastes zones, dans les zones sinistrées ou les endroits difficiles d'accès. Par conséquent, les investigations des spécialistes dans ce domaine sont importantes pour le développement des domaines où le contrôle de l'environnement est important.