Если вы фермер со стадом из сотен коров, следить за их местонахождением и благополучием может быть непростой задачей, но мы видели, как сенсорные метки однажды могут облегчить это бремя. Новое исследование развило эту концепцию в интересном, самоподдерживающемся направлении, демонстрируя, как датчики в стиле смарт-часов, привязанные к коровьим лодыжкам и шеям, могут питаться от движений животных.
Некоторые датчики и метки уже используются для отслеживания местоположения крупного рогатого скота, чтобы они не уходили слишком далеко. Но ученые из Юго-Западного университета Цзяотун в Китае исследовали идею «умного ранчо», где передовые датчики будут следить за окружающей средой и самими животными, и питаться в основном за счет кинетической энергии.
«На ранчо, мониторинг информации об окружающей среде и здоровье крупного рогатого скота может помочь предотвратить болезни и повысить эффективность пастбищного животноводства и управления», — говорит Зутао Чжан, соавтор исследования. «Эта информация может включать концентрацию кислорода, температуру и влажность воздуха, количество упражнений, репродуктивные циклы, болезни и производство молока».
Ученые представили «умное ранчо» будущего, где датчики будут использовать энергию от движений животных. Фото: Kong et al. iScience.
На гипотетическом умном ранчо команды, коровы будут носить что то вроде смарт-часов в форме раковины морского гребешка. Раковина движется синхронно с телом животного, в то время как маятник внутри качается и работает с магнитами и катушками, чтобы усилить эти движения и превратить кинетическую энергию в электрическую энергию, которая хранится во встроенной литиевой батарее.
«Существует огромное количество кинетической энергии, которая может быть собрана в ежедневных движениях крупного рогатого скота, таких как ходьба, бег и даже движение шеи», — говорит Яцзя Пан, соавтор, исследователь энергии из Юго-Западного университета Цзяотун.
Команда проверила потенциал устройства по сбору энергии в лабораторных тестах, имитирующих движения крупного рогатого скота, и доказала, что оно может генерировать достаточную мощность для небольших датчиков. Ученые также протестировали устройство на людях и обнаружили, что для питания функции измерения температуры достаточно легкой пробежки.
«Кинетическая энергия присутствует повсюду в окружающей среде – качание листьев на ветру, движение людей и животных, колебания волн, вращение Земли – все эти явления содержат много кинетической энергии», — говорит Чжан. «Мы не должны позволять этой энергии пропадать зря».
Исследование опубликовано в журнале iScience.
Источник: Cell Press via Phys.org.
