Крошечные датчики снизят стоимость продуктов питания

Инженеры из США и Австралии в результате совместного проекта опубликовали в научном журнале Nature Communications статью под названием «Реконфигурируемые метаповерхности для обработки изображений с помощью материалов с фазовым переходом». Проще говоря, международная команда специалистов разработала компактную и лёгкую систему инфракрасной визуализации на основе датчиков для дистанционного мониторинга урожая с дрона.


Возможность считывать детальное инфракрасное изображение, например, позволит фермерам собирать больше информации, так как датчик с воздуха укажет на проблемные зоны на земле.

Прототип системы включает фильтр из тонкого слоя диоксида ванадия (VO₂), который может переключаться между обнаружением краёв предметов и детальным инфракрасным отображением. Когда температура фильтра изменяется, диоксид ванадия переходит из изолирующего состояния в металлическое. В результате обрабатываемое изображение переходит от режима показа контура к инфракрасному видению.

Иными словами, используемый материал служит в качестве так называемой плоской оптики. Предложенная методика способна заменить технологии с традиционными линзами для зондирования окружающей среды, считают разработчики. Возможности плоской оптики делают её идеальной для использования в дронах и спутниках, для которых крайне важны миниатюрность, легкость и достаточная мощность.

Соавтор проекта Шабан Сулейман из Мельбурнского университета сказал, что конструкция созданного образца и необходимые для неё материалы делают фильтр пригодным для массового производства. Причём изобретение можно легко совместить с существующими на фабриках технологическими цепочками, то есть быстро перейти от исследований к реальному использованию.

Сенсорная система может быстро переключаться между обнаружением краёв для отображения контуров объекта, например, фрукта, и извлечением подробной инфракрасной информации о наблюдаемом предмете. При этом нет необходимости в больших объёмах данных и соответствующих сложных вычислениях.

Технология плоской оптики потенциально может заменить традиционные линзы для мониторинга окружающей среды в ряде отраслей промышленности.

С помощью изобретения фермеры смогут точно определять, какие именно сельхозкультуры требуют полива, внесения удобрений и срочной борьбы с вредителями. В результате технологическая новинка поспособствует удешевлению продуктов.