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产品 2012-7-02 16:21

化身无线基站,蟑螂或成为灾后救援得力助手

蟑螂未来或许会救你一命。

OpCoast 的副总裁 Ben Epstein 打算将昆虫这一数量庞大、活动范围广泛的生物群体,尤其是蟑螂,来发送无线信号。这个项目被称之为 OrthopterNet,有美国军方在背后支持。这个技术成功之后,有望为灾后救援提供帮助,比如将这些可收发无线信号的蟑螂放到倒塌后的大楼,让埋在建筑物中的人与外界保持沟通,这能够大大提高灾后救援的效率。

由多个昆虫所组成的无线网络如下图,每只昆虫身上都会背负着小小的无线发射模块,一个信息可能经多个无线发射模块的跳转:

从这个图可以看出,这个昆虫组成的无线网络最关键的组成部分是两个:一个是搭载无线发射模块的昆虫,一个是无线发射模块。

昆虫的选取符合需要多个方面的条件:一、身体要足够宽大,能够将无线发射模块粘上去;二、要有足够的力气,在粘上无线发射模块后,也能够自如的活动;三数量众多,活动范围广泛,好就地取材;四、环境适应力强。

因此,我看到 OrthopterNet 最新的一个变化,3 个月前项目选中亚洲常见的“蝈蝈”,现在则转为蟑螂。两种昆虫都属于昆虫中身强体壮的直翅目,但显然蟑螂数量更多,活动范围更广。

无线发射模块也一样:一、要做到质量轻盈,太重了昆虫驮不动;二、耗电量低,无线网络的存在时间越长,对救援就越有利;三、信号足够可靠,灾后现场的环境必然糟糕,阻碍信号发射的情形很多,要在恶劣的环境下保证足够强的信号强度,这个无线网络的架设才具备意义。

因此 Epstein 和他的项目组成员设计了采用支持 ZigBee 协议的,质量轻盈的无线发射模块。ZigBee 是 2001 年开始发展的无线协议,它的特点是低功耗、低复杂度、低成本、低数据速率,适合 OrthopterNet 的条件。这个无线发射模块的外观如图所示,体积很小:

具体参数是:

  • 射频前端最高功率是 6mW;
  • 误码率 < 10-3 @ 10m;
  • 采用 130nm IBM RF-CMOS;
  • IC 面积(封装前):2mm x 2mm;
  • 分时多工;
  • 最高工作频率: 2~2.5 GHz;
  • 调制:二进制振幅键控(OOK);
  • 基带编码:曼彻斯特编码

BusinessWeek 的报道,Epstein 这一想法是在上海旅游的时候,受到接连不断的声声蝉鸣所启发。他说,这项技术有发展为冗余通信系统的潜力。

以下分享 OrthopterNet 进行实验的三个视频:

视频一:利用二氧化碳将蟑螂麻醉,安装上无线发射模块:

Youku

视频二:室内无线信号测试:

Youku

视频三:

Youku

 

题图来自 BusinessWeek

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