doi.org/10.1038/s41467-024-48783-3
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#Drones
Engenheiros criaram um sensor compacto com imagens infravermelhas para drones, melhorando o gerenciamento de colheitas ao permitir irrigação precisa e controle de pragas, o que pode reduzir os preços dos alimentos e aumentar as colheitas
Uma equipe internacional de engenheiros desenvolveu um sistema de sensor compacto e leve com recursos de imagem infravermelha que pode ser facilmente montado em um drone para monitoramento remoto de colheitas.
Esta tecnologia de óptica plana tem o potencial de substituir aplicações tradicionais de lentes ópticas para detecção ambiental em uma variedade de indústrias.
Esta inovação pode resultar em mantimentos mais baratos, pois os agricultores seriam capazes de identificar quais colheitas requerem irrigação, fertilização e controle de pragas, em vez de adotar uma abordagem única, aumentando potencialmente suas colheitas.
O sistema de sensor pode alternar rapidamente entre detecção de bordas – imagem do contorno de um objeto, como uma fruta – e extração de informações infravermelhas detalhadas, sem a necessidade de criar grandes volumes de dados e usar processadores externos volumosos.
A capacidade de alternar para uma imagem infravermelha detalhada é um novo desenvolvimento no campo e pode permitir que os agricultores coletem mais informações quando o sensor remoto identificar áreas de potenciais infestações de pragas.
Esta pesquisa realizada por engenheiros da City University of New York (CUNY), da University of Melbourne, da RMIT University e do ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS) foi publicada na Nature Communications.
Como funciona o sistema de sensor”
O protótipo do sistema de sensor, que compreende um filtro feito com uma fina camada de um material chamado dióxido de vanádio que pode alternar entre detecção de bordas e imagens infravermelhas detalhadas, foi projetado pela pesquisadora chefe do TMOS, Professora Madhu Bhaskaran, e sua equipe no RMIT em Melbourne.
Materiais como o dióxido de vanádio adicionam uma capacidade de ajuste fantástica para tornar os dispositivos “inteligentes”, ela disse.
Quando a temperatura do filtro é alterada, o dióxido de vanádio se transforma de um estado isolante para um metálico, que é como a imagem processada muda de um contorno filtrado para uma imagem infravermelha não filtrada.-
Esses materiais podem percorrer um longo caminho em dispositivos de óptica plana futuristas que podem substituir tecnologias com lentes tradicionais para aplicações de detecção ambiental – tornando-os ideais para uso em drones e satélites, que exigem tamanho, peso e capacidade de energia reduzidos.
O RMIT detém uma patente concedida nos EUA e tem um pedido de patente pendente na Austrália para seu método de produção de filmes de dióxido de vanádio, que pode ser adequado para uma ampla gama de aplicações.
A autora principal, Dra. Michele Cotrufo, disse que a capacidade do sistema de alternar entre operações de processamento, da detecção de bordas à captura de imagens infravermelhas detalhadas, foi significativa.
Embora algumas demonstrações recentes tenham alcançado a detecção de bordas analógicas usando metasurfaces, a maioria dos dispositivos demonstrados até agora são estáticos. Sua funcionalidade é fixa no tempo e não pode ser alterada ou controlada dinamicamente, – disse Corufo, que conduziu sua pesquisa na CUNY.
No entanto, a capacidade de reconfigurar dinamicamente as operações de processamento é essencial para que as metasurfaces possam competir com os sistemas de processamento de imagens digitais. Foi isso que desenvolvemos.-
Próximos passos
O coautor Shaban Sulejman da Universidade de Melbourne disse que o design e os materiais usados “”tornam o filtro passível de fabricação em massa.
Ele também opera em temperaturas compatíveis com técnicas de fabricação padrão, tornando-o bem posicionado para integrar-se com sistemas disponíveis comercialmente e, portanto, passar da pesquisa para o uso no mundo real rapidamente.-
A pesquisadora chefe da TMOS, Ann Roberts, também da Universidade de Melbourne, disse que as tecnologias de óptica plana tinham o potencial de transformar inúmeras indústrias.
Os elementos ópticos tradicionais têm sido há muito tempo o gargalo que impede a miniaturização adicional de dispositivos. A capacidade de substituir ou complementar elementos ópticos tradicionais com óptica de filme fino rompe esse gargalo.-
Publicado em 24/08/2024 19h06
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