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Drone-Based Localization of Hazardous Chemicals by Passive Smart Dust
The distribution of tiny sensors over a specific area was first proposed in the late 1990s as a concept known as Smart Dust. Several efforts focused primarily on computing and networking capabilities but quickly ran into problems related to power supply, cost, data transmission, and environmental pollution. To overcome these limitations, we propose using paper-based (confetti-like) chemosensors that exploit the inherent selectivity of chemical reagents, such as colorimetric indicators. In this work, cheap and biodegradable passive sensors made from cellulose could successfully indicate the presence of hazardous chemicals, e.g., strong acids, by a significant color change. A conventional color digital camera attached to a drone could easily detect this from a safe distance. The collected data was processed to define the hazardous area. Our work presents a combination of the smart dust concept, chemosensing, paper-based sensor technology, and low-cost drones for flexible, sensitive, economical, and rapid detection of hazardous chemicals in high-risk scenarios. ; Die Verteilung winziger Sensoren über ein bestimmtes Gebiet wurde erstmals Ende der 1990er Jahre als Konzept namens „Smart Dust“ vorgeschlagen. Mehrere Bemühungen konzentrierten sich hauptsächlich auf Rechen- und Netzwerkfähigkeiten, stießen jedoch schnell auf Probleme im Zusammenhang mit der Stromversorgung, den Kosten, der Datenübertragung und der Umweltverschmutzung. Um diese Einschränkungen zu überwinden, schlagen wir die Verwendung von papierbasierten (konfettiartigen) Chemosensoren vor, die die inhärente Selektivität chemischer Reagenzien, wie z. B. kolorimetrischer Indikatoren, nutzen. In dieser Arbeit konnten günstige und biologisch abbaubare passive Sensoren aus Zellulose erfolgreich das Vorhandensein gefährlicher Chemikalien, z.B. starker Säuren, durch eine deutliche Farbänderung anzeigen. Eine herkömmliche Farb-Digitalkamera, die an einer Drohne befestigt ist, konnte dies aus sicherer Entfernung leicht erkennen. Die gesammelten Daten wurden ...
Drone-Based Localization of Hazardous Chemicals by Passive Smart Dust
The distribution of tiny sensors over a specific area was first proposed in the late 1990s as a concept known as Smart Dust. Several efforts focused primarily on computing and networking capabilities but quickly ran into problems related to power supply, cost, data transmission, and environmental pollution. To overcome these limitations, we propose using paper-based (confetti-like) chemosensors that exploit the inherent selectivity of chemical reagents, such as colorimetric indicators. In this work, cheap and biodegradable passive sensors made from cellulose could successfully indicate the presence of hazardous chemicals, e.g., strong acids, by a significant color change. A conventional color digital camera attached to a drone could easily detect this from a safe distance. The collected data was processed to define the hazardous area. Our work presents a combination of the smart dust concept, chemosensing, paper-based sensor technology, and low-cost drones for flexible, sensitive, economical, and rapid detection of hazardous chemicals in high-risk scenarios. ; Die Verteilung winziger Sensoren über ein bestimmtes Gebiet wurde erstmals Ende der 1990er Jahre als Konzept namens „Smart Dust“ vorgeschlagen. Mehrere Bemühungen konzentrierten sich hauptsächlich auf Rechen- und Netzwerkfähigkeiten, stießen jedoch schnell auf Probleme im Zusammenhang mit der Stromversorgung, den Kosten, der Datenübertragung und der Umweltverschmutzung. Um diese Einschränkungen zu überwinden, schlagen wir die Verwendung von papierbasierten (konfettiartigen) Chemosensoren vor, die die inhärente Selektivität chemischer Reagenzien, wie z. B. kolorimetrischer Indikatoren, nutzen. In dieser Arbeit konnten günstige und biologisch abbaubare passive Sensoren aus Zellulose erfolgreich das Vorhandensein gefährlicher Chemikalien, z.B. starker Säuren, durch eine deutliche Farbänderung anzeigen. Eine herkömmliche Farb-Digitalkamera, die an einer Drohne befestigt ist, konnte dies aus sicherer Entfernung leicht erkennen. Die gesammelten Daten wurden ...
Drone-Based Localization of Hazardous Chemicals by Passive Smart Dust
Nerger, Tino (Autor:in) / Neumann, Patrick P. (Autor:in) / Weller, Michael G. (Autor:in)
01.01.2024
Paper
Elektronische Ressource
Englisch
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