I matematici della RUDN University hanno sviluppato un nuovo metodo per raccogliere dati da nanosensori wireless passivi. Questi dispositivi misurano i parametri degli oggetti e li convertono in un segnale. Usano nanoelementi microscopici e non hanno un pacco batteria integrato. I matematici hanno modellato un esperimento con gateway, che sono realizzati sulla base di aeromobili senza equipaggio. Ha dimostrato che l'integrazione con tali gateway potrebbe fornire un comodo trasferimento di energia wireless al trasmettitore e una raccolta di informazioni senza ostacoli attraverso percorsi dei droni flessibili e dinamici. L'articolo è pubblicato sulla rivista Computer Communications.

I nanosensori passivi possono essere utili in svariate situazioni:dal monitoraggio dello stato del corpo allo studio del suolo, aria o oggetti come condutture, dighe, o dighe. Ma le capacità di questi sensori sono limitate, in quanto non hanno batterie e processori. Per fornire ai sensori energia sufficiente, abbiamo bisogno di meccanismi che svolgano questo compito. Inoltre, sono necessari dispositivi per raccogliere dati dai sensori. Matematici dell'Università RUDN, Rustam Pirmagomedov e Mikhail Blinnikov, proposto di utilizzare nanogateway basate su velivoli senza pilota per trasmettere loro le informazioni raccolte e per fornire un monitoraggio online continuo degli oggetti osservati.

I nanosensori sono costituiti da più parti:nano-nodi (sensori), nano router e nano/microgateway. I nano-nodi raccolgono dati utilizzando onde elettromagnetiche che irradiano nano router e trasformano anche queste onde in energia per il funzionamento.

I nanorouter leggono le informazioni dai sensori e i microgateway sono responsabili per ottenere i dati. Una rete wireless è fornita da antenne in grafene, che sono in grado di trasmettere e ricevere radiazioni nella banda THz.

I matematici dell'Università RUDN hanno condotto una simulazione utilizzando un simulatore su un campo condizionale di 500*500 metri. Il velivolo utilizzato per l'installazione di sensori in punti predeterminati o in ordine casuale. La prima opzione richiede più tempo ma richiede meno sensori per coprire il campo. La seconda opzione è più veloce, ma richiede più sensori, e lo schema di raccolta dei dati può diventare eterogeneo.

I gateway sono stati integrati condizionatamente in dispositivi che hanno sorvolato il campo, onde elettromagnetiche emesse e informazioni raccolte dai sensori. Ogni sensore ha misurato la temperatura, umidità, pH dell'ambiente sul suo metro quadrato. I matematici dell'Università RUDN hanno considerato frequenze portanti da 0,1 a 0,15 THz, calcolato il tempo di ricezione dell'energia da parte dei sensori e il tempo di trasmissione dei dati alle diverse velocità dei droni e ai diversi raggi di radiazione elettromagnetica.

Con il raggio di radiazione più piccolo di 0,6 me la velocità più bassa del drone 1 m/sec, il tempo del drone per servire 1 ettaro è stato di circa 2,5 secondi. Con un aumento della velocità o con ogni estensione nel raggio di 0,2 m/s, il tempo di funzionamento del drone è diminuito. Ad alte velocità, i sensori non hanno avuto il tempo di immagazzinare energia, e un'estensione del raggio riduceva il guadagno dell'antenna e riduceva la quantità di energia trasmessa ai sensori. Così, la velocità di funzionamento dei droni dipendeva dalla velocità del loro volo e dal raggio di radiazione elettromagnetica.

Così, l'uso di nano-gateway basati su velivoli senza pilota è stato possibile. Ciò offre vantaggi rispetto ai gateway di terra, che non possono muoversi o scegliere percorsi convenienti a seconda degli ostacoli sul percorso.

Poiché l'integrazione di reti di nanosensori wireless passive e droni ha mostrato risultati positivi, I matematici della RUDN University continueranno a studiarne le capacità. Nel prossimo futuro i ricercatori pianificano una simulazione del lavoro congiunto di sensori e gateway tenendo conto delle condizioni meteorologiche e dei possibili ostacoli per il drone. La nanotecnologia amplia ulteriormente la portata di tali reti in cui è scomodo o pericoloso per una persona lavorare, in vaste aree, in zone disastrate o in luoghi difficili da raggiungere. Perciò, le indagini di specialisti in questo campo sono importanti per lo sviluppo delle sfere in cui il controllo ambientale è importante.