Больше данных, ниже стоимость: DIY-электроника для изучения глобальных изменений

Исследователи из UConn Джеймс Микли и Тимоти Мур разработали недорогие самодельные датчики для сбора экологических данных, необходимых для изучения реакции экосистем на изменение климата.

Проблема дорогих данных

Изучение экосистем требует множества измерений в разных точках, для чего традиционно используются дорогие камеры и удаленные сенсоры стоимостью в сотни долларов каждый. Для сбора детальных (fine-scale) данных, критически важных для понимания локальных эффектов изменения климата, требовались сотни или тысячи таких устройств, что делало исследования финансово недоступными.

Решение: EMU за $20

Микли, Мур и команда студентов создали Environmental Microcontroller Units (EMU) – полностью функциональные датчики, себестоимость которых составляет менее $20. После проб, ошибок и пайки они развернули целую армию этих устройств для своих исследований.

Универсальность и применение

EMU легко кастомизируются: для почти любого параметра можно найти сенсорный компонент и интегрировать его в конструкцию.

  • Микли использует датчики температуры, влажности, освещенности и влажности почвы в Коннектикуте для изучения влияния среды и фрагментации леса на пищевые цепи: деревья → гусеницы → птицы.
  • Мур планирует развернуть EMU в Южной Африке для исследования роли микро-вариаций среды в распределении растений. Он также тестирует устройство дома, отмечая, что по данным температуры можно определить точное время его возвращения.

EMU уже используются коллегами:

  • В теплицах UConn для измерения уровня освещенности.
  • В Монтане для мониторинга давления в камерах через интернет.
  • Аспирантом UConn для удаленного контроля влажности при сушке водорослей.

«Возможности безграничны», – говорит Микли.

Открытый исходный код и будущее

Чтобы облегчить исследования, команда выложила в открытый доступ всю информацию по сборке EMU: список компонентов, заметки и подробные видеоинструкции. Это позволяет ученым и гражданам-исследователям (citizen scientists) самостоятельно создавать устройства, программировать, развертывать и обмениваться данными.

Низкая стоимость EMU позволила исследователям установить датчики по всему Коннектикуту. Например, для изучения связи между влажностью, активностью грибка-патогена и повреждением лесов непарным шелкопрядом (gypsy moth).

Следующая задача – интерпретировать огромный объем собранных данных. В будущем команда планирует расширить области выборки и рассмотреть возможности для образовательных программ, например, создание учебных модулей для школ по сборке EMU и сбору данных.