ES2905702T3 - Sistema de recopilación de información medioambiental y aeronave - Google Patents

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Abstract

Aeronave (20) configurada para recopilar información medioambiental sobre una superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra, comprendiendo la aeronave (20): un receptor (24b) configurado para recibir una onda (E2) electromagnética obtenida a partir de un elemento (10) de sensor, que se dispersa en una región objetivo en la que se recopila la información medioambiental, de la cual al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a una onda (E1) electromagnética con una longitud de onda específica, o propiedades de emisión de luz, cambia según un entorno; un registrador (24c) configurado para registrar un resultado de recepción del receptor (24b); caracterizada porque la aeronave comprende además un dispositivo (26) de dispersión configurado para dispersar el elemento (10) de sensor en la región objetivo.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de recopilación de información medioambiental y aeronave
Antecedentes
Campos técnicos
La presente invención se refiere a un sistema de recopilación de información medioambiental y a una aeronave.
Técnica relacionada
Pueden requerirse una temperatura, una humedad, una presión de aire y otras clases de información medioambiental sobre la superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra en diversos campos tales como los campos de la agricultura, la pesca, la minería y similares. En un ejemplo del campo de la agricultura, puede requerirse información medioambiental tal como el contenido en agua, una temperatura, un pH y la cantidad de luz solar para el suelo en el que se producen cultivos agrícolas. Es posible reconocer ubicaciones en las que el agua o los productos químicos agrícolas son insuficientes y las cantidades de insuficiencia, por ejemplo, si se obtiene tal información medioambiental, y, por tanto, realizar la optimización de las cantidades de agua o productos químicos agrícolas usados (sólo se dispersan las cantidades de agua y productos químicos agrícolas requeridas en ubicaciones en las que se requieren).
En los últimos años, se han intentado la industrialización y un aumento en la escala del campo de la agricultura con el fin de que un menor número de trabajadores produzcan una mayor cantidad de cultivos agrícolas a bajo coste en el campo de la agricultura. En una granja a gran escala industrializada, el riego en una granja amplia se realiza usando aspersores, por ejemplo, la dispersión de semillas y la aplicación de productos químicos agrícolas se realizan usando aeronaves o helicópteros y los cultivos agrícolas (por ejemplo, cereales tales como arroz, trigo, semilla de soja y maíz) se cosechan usando grandes cosechadoras combinadas.
En una granja a gran escala de este tipo, en muchos casos se usan agua y productos químicos agrícolas que superan las cantidades requeridas y, por tanto, existen preocupaciones sobre problemas medioambientales. Por ejemplo, existe una preocupación sobre la probabilidad de sequía debida al agotamiento de los recursos hídricos puesto que se usa una gran cantidad de agua. Además, existe una preocupación sobre la probabilidad de daño por plagas debido a la generación masiva de insectos que presentan resistencia frente a productos químicos agrícolas puesto que se usan grandes cantidades de productos químicos agrícolas. Por tanto, con el fin de realizar una agricultura sostenible al tiempo que se protege el medioambiente, también es deseable obtener información medioambiental tal como el contenido en agua, una temperatura, un pH y la cantidad de luz solar y realizar la optimización de las cantidades de agua y productos químicos agrícolas usados incluso en una granja a gran escala.
La publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar 2015-141537 divulga un sistema de observación de terreno adaptado para observar el estado de un terreno para respaldar el trabajo agrícola. El sistema de observación de terreno tiene una unidad de detección dotada de diversos sensores para medir la temperatura y similares y una unidad de comunicación, incluye un dispositivo de observación de terreno (dispositivo esclavo) ubicado en el terreno y un dispositivo de gestión (dispositivo maestro), y está configurado de tal manera que se proporciona una petición de transmisión al dispositivo de observación de terreno por el dispositivo de gestión en el caso en el que un trabajador que lleva consigo el dispositivo de gestión se acerca al dispositivo de observación de terreno y se transmite un resultado de medición almacenado en el dispositivo de observación de terreno al dispositivo de gestión a través de comunicación inalámbrica de campo cercano o similar.
Incidentalmente, en el sistema de observación de terreno divulgado en la publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar 2015-141537 descrito anteriormente, puede obtenerse una distribución de información medioambiental (una distribución bidimensional del contenido en agua contenido en el suelo, por ejemplo) instalando una pluralidad de dispositivos de observación de terreno que sirven como dispositivos esclavos. Por tanto, por ejemplo, también se considera que es posible obtener una distribución de información medioambiental incluso en la granja a gran escala anteriormente mencionada si se ubica un número enorme de dispositivos de observación de terreno a intervalos específicos.
Sin embargo, puesto que los dispositivos de observación de terreno usados en el sistema de observación de terreno divulgado en la publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar 2015-141537 descrito anteriormente funcionan con baterías, es necesario reemplazar periódicamente las baterías. Puesto que se ubica un número enorme de dispositivos de observación de terreno en terreno agrícola extensivo de una granja a gran escala y se requieren esfuerzos significativos y un largo periodo de tiempo para reemplazar las baterías de todos los dispositivos de observación de terreno, existe el problema de que es difícil abordar este trabajo por un pequeño número de trabajadores.
Además, en el sistema de observación de terreno divulgado en la publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar 2015-141537 descrito anteriormente, es necesario que el trabajador que lleva consigo el dispositivo de gestión se acerque a los dispositivos de observación de terreno con el fin de obtener los resultados de medición almacenados en los dispositivos de observación de terreno. Puesto que se ubica un número enorme de dispositivos de observación de terreno en terreno agrícola extensivo de la granja a gran escala, es necesario que el operario que lleva consigo el dispositivo de gestión camine por el terreno agrícola extensivo y se acerque a todos los dispositivos de observación de terreno con el fin de obtener los resultados de medición de todos los dispositivos de observación de terreno, se requieren esfuerzos significativos y un largo periodo de tiempo y existe el problema de que es difícil abordar el reemplazo por un pequeño número de trabajadores. Cada uno de los documentos US 2009/0050750 A1, US 2016/341578 A1, US 2016/255763 A1, WO 2017/033761 A1 y DE 10002880 C1 también forman parte del estado de la técnica relacionado con la presente divulgación.
Sumario
Con el fin de resolver los problemas anteriormente mencionados, una aeronave (20) de una realización de la presente invención se define por la reivindicación 1 a continuación.
La aeronave de una realización de la presente invención incluye además un transmisor (24a) configurado para transmitir la onda electromagnética con la longitud de onda específica a la región objetivo.
En la aeronave de una realización de la presente invención, la onda electromagnética con la longitud de onda específica es una onda milimétrica, una onda terahércica, un rayo infrarrojo, un rayo visible, un rayo ultravioleta o un rayo X.
La aeronave de una realización de la presente invención incluye además una pluralidad de alas (21a) rotatorias y un controlador (23) de vuelo configurado para controlar las alas rotatorias según información (FT) de ruta de vuelo que indica una ruta (RT) de vuelo preestablecida y configurado para hacer que la aeronave vuele de manera autónoma a lo largo de la ruta de vuelo.
Además, el sistema (1) de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención se define por la reivindicación 4 a continuación.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la aeronave incluye un transmisor (24a) configurado para transmitir la onda electromagnética con la longitud de onda específica a la región objetivo.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la onda electromagnética con la longitud de onda específica es una onda milimétrica, una onda terahércica, un rayo infrarrojo, un rayo visible, un rayo ultravioleta o un rayo X.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la onda electromagnética obtenida a partir del elemento de sensor es una onda electromagnética con una longitud de onda que es diferente de la longitud de onda específica de la onda electromagnética.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la aeronave incluye una pluralidad de alas (21a) rotatorias y un controlador (23) de vuelo configurado para controlar las alas rotatorias según información (FT) de ruta de vuelo que indica una ruta (RT) de vuelo preestablecida y configurado para hacer que la aeronave vuele de manera autónoma a lo largo de la ruta de vuelo.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, el elemento de sensor incluye un componente de fertilizante.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la aeronave incluye además un detector (23b) de posición configurado para detectar información de posición de la aeronave, y el registrador registra el resultado de recepción del receptor junto con la información de posición detectada por el detector de posición.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la aeronave incluye además una unidad (24d) de salida configurada para emitir, al exterior, el resultado de recepción y la información de posición registrados por el registrador.
En el sistema de recopilación de información medioambiental de una realización de la presente invención, la información medioambiental indica al menos uno del contenido en agua, una temperatura, un pH o una cantidad de luz solar.
En la aeronave de una realización de la presente invención, el elemento de sensor incluye un componente de fertilizante.
La aeronave de una realización de la presente invención incluye además un detector (23b) de posición configurado para detectar la información de posición de la aeronave, y el registrador registra el resultado de recepción del receptor junto con la información de posición detectada por el detector de posición.
La aeronave de una realización de la presente invención incluye además una unidad (24d) de salida configurada para emitir, al exterior, el resultado de recepción y la información de posición registrados por el registrador.
Según la invención, existe la ventaja de que es posible obtener información medioambiental sobre la superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra en un corto periodo de tiempo de manera fácil sin ninguna necesidad de gran esfuerzo.
Características y aspectos adicionales de la presente divulgación resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que ilustra un esquema de un sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 2A es una vista en sección que ilustra un primer ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 2B es una vista en sección que ilustra un primer ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 3A es una vista en sección que ilustra un segundo ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 3B es una vista en sección que ilustra un segundo ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 4 es una vista en sección que ilustra un tercer ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 5 es una vista en sección que ilustra un cuarto ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra configuraciones de partes principales de un dron como aeronave según una realización de la invención.
La figura 7 es una vista en planta para explicar un método de recopilación de información medioambiental usando el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención.
La figura 8 es un diagrama que ilustra un ejemplo de información medioambiental recopilada según una realización de la invención.
Descripción detallada de las realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se describirán ahora en el presente documento con referencia a realizaciones preferidas ilustrativas. Los expertos en la técnica reconocerán que pueden lograrse muchas realizaciones preferidas alternativas usando las enseñanzas de la presente invención y que la presente invención no se limita a las realizaciones preferidas ilustradas en el presente documento con propósitos explicativos.
Un aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema de recopilación de información medioambiental y una aeronave capaces de obtener información medioambiental sobre la superficie de la tierra o la capa de superficie de la tierra en un corto periodo de tiempo de manera fácil sin ninguna necesidad de gran esfuerzo, y proporcionar un cuerpo empaquetado en el que el elemento de sensor está empaquetado por un material de empaquetamiento.
A continuación en el presente documento, se describirán en detalle un sistema de recopilación de información medioambiental y una aeronave según una realización de la invención haciendo referencia a los dibujos.
(Sistema de recopilación de información medioambiental)
La figura 1 es un diagrama que ilustra un esquema de un sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. Tal como se ilustra en la figura 1, un sistema 1 de recopilación de información medioambiental según la realización incluye elementos 10 de sensor dispersados sobre la superficie GF terrestre y un dron 20 (aeronave) que transmite una onda E1 electromagnética con una longitud de onda específica a la superficie GF terrestre sobre la que están dispersados los elementos 10 de sensor, y recibe una onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor, recopilando de ese modo información medioambiental (por ejemplo, el contenido en agua, una temperatura, un pH, la cantidad de luz solar y similares) sobre la superficie GF terrestre.
Los elementos 10 de sensor son elementos que se dispersan en una región (región TA objetivo: véase la figura 7) en los que se recopila información medioambiental sobre la superficie GF terrestre, en la que al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a la onda E1 electromagnética con una longitud de onda específica, o propiedades de emisión de luz, cambia según el entorno circundante. Por ejemplo, los elementos 10 de sensor son elementos en los que las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética cambian según una temperatura sobre la superficie GF terrestre, son elementos en los que la intensidad y similares de luz fluorescente o luz fosforescente emitida por los elementos 10 de sensor cambia según el contenido en agua o el pH sobre la superficie GF terrestre, o son elementos en los que la intensidad de emisión de luz de la (auto)emisión de luz química cambia según la temperatura sobre la superficie GF terrestre (un elemento en el que las propiedades de emisión de luz cambian). Obsérvese que elementos que contienen una enzima que emite luz tal como la luciferasa pueden usarse como elementos en los que las propiedades de emisión de luz cambian.
Un cambio en las propiedades anteriormente mencionadas puede ser un cambio cuantitativo o un cambio cualitativo. Como ejemplo de un cambio cuantitativo, es posible mostrar a modo de ejemplo un caso en el que al menos una de la reflectancia, una tasa de transmisión o una tasa de absorción con respecto a la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica, una tasa de conversión de la onda E1 electromagnética en luz fluorescente o luz fosforescente, o la intensidad de emisión de luz, cambia según un cambio en el entorno. Como ejemplo de un cambio cualitativo, es posible mostrar a modo de ejemplo un caso en el que al menos una de una longitud de onda de reflexión, una longitud de onda de transmisión, una longitud de onda de absorción o una longitud de onda de descarga de luminiscencia con respecto a la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica, o una longitud de onda de emisión de luz, cambia según un cambio en el entorno.
Los elementos 10 de sensor son cuerpos sólidos y tienen preferiblemente una forma predeterminada. La forma de los elementos 10 de sensor no está particularmente limitada y puede ser una forma esférica, una forma de placa, una forma cúbica, una forma columnar, una forma de pilar poligonal, una forma cónica, una pirámide poligonal u otra forma arbitraria. Con respecto a la forma de placa, puede mostrarse a modo de ejemplo una forma con una forma en vista de planta circular, ovalada, poligonal o rectangular. Obsérvese que todas las formas predeterminadas anteriormente mencionadas se muestran a modo de ejemplo como forma de los elementos de sensor, pero la forma de los elementos de sensor puede ser irregular.
El número de elementos 10 de sensor dispersados sobre la superficie GF terrestre se decide de manera arbitraria. Por ejemplo, pueden usarse de aproximadamente varios cientos a varios cientos de miles de elementos 10 de sensor por 1 [m2] en el campo de la agricultura. Obsérvese que el número de elementos 10 de sensor mostrado a modo de ejemplo en el presente documento es sólo un ejemplo y debe observarse que el número puede ser menor o mayor que el número mostrado a modo de ejemplo.
Los elementos 10 de sensor pueden ser biodegradables o no. Por ejemplo, es deseable que los elementos 10 de sensor usados en el campo de la agricultura sean biodegradables puesto que los elementos 10 de sensor se usan dispersándolos en terreno agrícola extensivo y es difícil recoger los elementos 10 de sensor. Es deseable que tales elementos 10 de sensor se degraden mediante biodegradación después de un periodo correspondiente a un periodo que transcurre desde la dispersión de semillas de cultivos agrícolas hasta la cosecha de los cultivos agrícolas, por ejemplo. Por otro lado, es preferible que los elementos 10 de sensor usados con el propósito de medir temperaturas en una región limitada en cierta medida (por ejemplo, un camino o similar) durante un largo periodo de tiempo, por ejemplo, no sean biodegradables puesto que los elementos 10 de sensor no se recogen durante un largo periodo de tiempo y se considera que los elementos de sensor no son muy difíciles de recoger. Obsérvese que más adelante se describirán detalles de los elementos 10 de sensor.
El dron 20 tiene una pluralidad de (cuatro, por ejemplo) palas 21a (alas rotatorias) y puede volar de manera autónoma a lo largo de una ruta de vuelo preestablecida. Obsérvese que el dron 20 puede estar adaptado para recibir una señal de control transmitida desde el exterior y volar según la señal de control recibida. El dron 20 incluye un transmisor 24a que transmite las ondas E1 electromagnéticas con una longitud de onda específica a la superficie GF terrestre y un receptor 24b que recibe la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor. Obsérvese que el número de los transmisores 24a y los receptores 24b puede ser uno o más.
Como onda E1 electromagnética transmitida a partir del transmisor 24a, se usa una onda electromagnética con una longitud de onda (frecuencia) apropiada teniendo en cuenta un estado de la superficie GF terrestre sobre la que están dispersados los elementos 10 de sensor, las propiedades del elemento 10 de sensor y similares. Como onda E1 electromagnética, puede usarse una onda milimétrica, una onda terahércica, un rayo infrarrojo, un rayo visible, un rayo ultravioleta, un rayo X o similar. Por ejemplo, puesto que los elementos 10 de sensor usados en el campo de la agricultura se mezclan en y dispersan con un fertilizante o un pesticida, existe el caso en el que los elementos 10 de sensor están presentes en la tierra (por ejemplo, en un intervalo de aproximadamente varias decenas de [cm] desde la superficie GF terrestre). En un caso de este tipo, se usa la onda E1 electromagnética con una longitud de onda que tiene permeabilidad en cierta medida con respecto al suelo, por ejemplo.
Obsérvese que la longitud de onda de la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor es la misma que o es diferente de la longitud de onda de la onda E1 electromagnética transmitida a partir del dron 20 según las propiedades de los elementos 10 de sensor. Por ejemplo, en un caso en el que los elementos 10 de sensor tienen propiedades en las que las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética cambian según el entorno circundante, la longitud de onda de la onda E2 electromagnética es la misma que la de la onda E1 electromagnética. Por otro lado, en un caso en el que los elementos 10 de sensor tienen propiedades en las que la intensidad o similar de luz fluorescente o luz fosforescente emitida cambia según el entorno circundante, la longitud de onda de la onda E2 electromagnética es diferente de la de la onda E1 electromagnética. Además, el dron 20 incluye un dispositivo 26 de dispersión empleado para dispersar los elementos 10 de sensor en una región TA objetivo o similar. Obsérvese que más adelante se describirán detalles de los detalles del dron 20.
(Elemento de sensor)
A continuación en el presente documento, se describirá una realización del elemento de sensor según la invención.
El elemento de sensor según la realización se usa para recopilar información medioambiental sobre la superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra, y se usa dispersándolo en una región objetivo en la que se recopila la información medioambiental anteriormente mencionada, y al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a una onda electromagnética con una longitud de onda específica, o propiedades de emisión de luz, cambia según el entorno.
La información medioambiental anteriormente mencionada no está particularmente limitada siempre que sea un elemento medible y es preferiblemente al menos uno del contenido en agua, una temperatura, una concentración de nutrientes tales como un fertilizante, una razón constituyente de especies bacterianas en la tierra o un pH.
El elemento de sensor según la realización puede emplearse de tal manera que la información medioambiental anteriormente mencionada es al menos o bien el contenido en agua o bien la temperatura, y la forma del mismo cambia según un cambio en al menos uno de estos cambios.
La figura 2A y la figura 2B son vistas en sección que ilustran un primer ejemplo de un elemento de sensor usado en un sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. El elemento 11 de sensor ilustrado en la figura 2 y la figura 2B tiene una forma que cambia según un cambio en la temperatura. Tal como se ilustra en la figura 2A, el elemento 11 de sensor incluye un primer material 11a de base y un segundo material 11b de base, y un coeficiente de dilatación térmica del primer material 11a de base dependiendo de una temperatura es diferente de un coeficiente de dilatación térmica del segundo material 11b de base dependiendo de una temperatura. La forma del elemento de sensor es una forma de disco con un eje principal de aproximadamente varios [mm] y un grosor de aproximadamente varios cientos de [|im], por ejemplo.
En un caso en el que el coeficiente de dilatación térmica del segundo material 11b de base es mayor que el coeficiente de dilatación térmica del primer material 11a de base, por ejemplo, el elemento 11 de sensor se dobla, y la forma del mismo cambia tal como se ilustra en la figura 2B si aumenta la temperatura ambiental. La aparición de un cambio de este tipo en la forma conduce a cambios en las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética.
Si el elemento 11 de sensor ilustrado en la figura 2A se deforma tal como se ilustra en la figura 2B, disminuye el tamaño del elemento 11 de sensor en una vista en planta (disminuye el área). Se considera que el tamaño del elemento 11 de sensor en una vista en planta disminuye en proporción a un aumento de la temperatura ambiental, por ejemplo. Por tanto, puede hacerse que una sustancia con alta reflectancia con respecto a la onda E1 electromagnética se adhiera (o se aplica como recubrimiento) a la superficie del elemento 11 de sensor, por ejemplo, de modo que la reflectancia del elemento 11 de sensor cambia según un cambio en el tamaño del elemento 11 de sensor.
Los materiales del primer material 11a de base y del segundo material 11b de base pueden seleccionarse teniendo en cuenta las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética, un estado de la superficie GF terrestre sobre la que se dispersa el elemento 11 de sensor, los coeficientes de dilatación térmica y similares. Como ejemplo de una combinación del primer material 11a de base y del segundo material 11b de base, se muestra a modo de ejemplo una combinación de un material con un coeficiente de dilatación térmica menor de 10 y un material con un coeficiente de dilatación térmica igual a o mayor de 10. Como material con el coeficiente de dilatación térmica menor de 10, se muestran a modo de ejemplo poliestireno, una resina de AS, policarbonato, poli(metacrilato de metilo), una resina de fenol, una resina epoxídica y similares. Como material con el coeficiente de dilatación térmica igual a o mayor de 10, se muestran a modo de ejemplo polietileno, poli(cloruro de vinilideno), poli(fluoruro de vinilideno), poli(tereftalato de etileno), acetato de celulosa y similares.
La figura 3 es una vista en sección que ilustra un segundo ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. Un elemento 12 de sensor ilustrado en la figura 3 tiene una forma que cambia según un cambio en el contenido en agua. Tal como se ilustra en la figura 3(a), el elemento 12 de sensor incluye un tercer material 12a de base y un cuarto material 12b de base, y una tasa de cambio en volumen del tercer material 12a de base dependiendo de la retención de agua difiere de una tasa de cambio en volumen del cuarto material 12b de base dependiendo de la retención de agua. La forma del elemento de sensor es una forma de disco con un eje principal de aproximadamente varios [mm] y un grosor de varios cientos de [|im], por ejemplo.
La “tasa de cambio en volumen” se define por la siguiente fórmula.
Tasa de cambio en volumen (%) = (V1 - V2)/V2 x 100
(En la fórmula anterior, V1 representa el volumen del material de base después de sumergir el material de base en agua a una temperatura de 25°C durante 15 minutos, y V2 representa el volumen del material de base antes de que V1 experimente el tratamiento anteriormente mencionado después de la fabricación).
En un caso en el que la tasa de cambio en volumen del cuarto material 12b de base dependiendo de la retención de agua es mayor que la tasa de cambio en volumen del tercer material 12a de base dependiendo de la retención de agua, por ejemplo, el elemento 12 de sensor se dobla, y la forma del mismo cambia tal como se ilustra en la figura 3(b) si aumenta el contenido en agua ambiental. La aparición de un cambio de este tipo en la forma conduce a cambios en las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética.
Si el elemento 12 de sensor ilustrado en la figura 3(a) se deforma tal como se ilustra en la figura 3(b), disminuye el tamaño del elemento 12 de sensor en una vista en planta (disminuye el área). Se considera que el tamaño del elemento 12 de sensor en una vista en planta disminuye en proporción a un aumento en el contenido en agua ambiental, por ejemplo. Por tanto, puede hacerse que una sustancia con alta reflectancia con respecto a la onda E1 electromagnética se adhiera (o se aplica como recubrimiento) a la superficie del elemento 12 de sensor, por ejemplo, de modo que la reflectancia del elemento 12 de sensor cambia según un cambio en el tamaño del elemento 12 de sensor.
Los materiales del tercer material 12a de base y del cuarto material 12b de base se seleccionan teniendo en cuenta las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética, un estado de la superficie GF terrestre sobre la que se dispersa el elemento 12 de sensor, las propiedades de absorción de agua y similares. Para el tercer material 12a de base, puede mostrarse a modo de ejemplo un artículo moldeado de polímero altamente cristalino tal como una película de celulosa, por ejemplo. Para el cuarto material 12b de base, puede mostrarse a modo de ejemplo un artículo moldeado de un polisacárido compuesto tal como una película de pectina, por ejemplo.
La figura 4 es una vista en sección que ilustra un tercer ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. Un elemento 13 de sensor ilustrado en la figura 4 incluye una sustancia en la que al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a una onda electromagnética con una longitud de onda específica, y propiedades de emisión de luz, cambia según un cambio en el pH. Tal como se ilustra en la figura 4, el elemento 13 de sensor incluye un pigmento 13b en el interior de un material 13a de base transparente, por ejemplo, y tiene una forma de disco con un diámetro de aproximadamente varios [mm] y un grosor de aproximadamente varios cientos de [|im], por ejemplo. Obsérvese que, aunque la figura 4 ilustra el pigmento 13b en forma de partículas para una fácil comprensión, el pigmento 13b no es necesariamente granular.
El pigmento 13b es un pigmento sensible al pH. El pigmento sensible al pH es uno en el que al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a una onda electromagnética con una longitud de onda específica, o propiedades de emisión de luz, cambia según un cambio en el pH.
Como pigmento sensible al pH, se muestra a modo de ejemplo un pigmento con un cambio de color según una concentración de iones de hidrógeno, también puede usarse un pigmento que se usa como indicador de pH, y los ejemplos del mismo incluyen tornasol, azul de bromotimol, azul de bromofenol, púrpura de bromocresol, rojo de fenol, fenolftaleína, naranja de metilo, rojo de metilo, amarillo de metilo, violeta de metilo, azul de timol, timolftaleína, y similares.
El pigmento sensible al pH puede ser un pigmento fluorescente sensible al pH. Como pigmento fluorescente sensible al pH, se muestra a modo de ejemplo un pigmento fluorescente en el que un color de luz fluorescente o una intensidad de luz fluorescente cambia según una concentración de iones de hidrógeno y, por ejemplo, pueden mostrarse a modo de ejemplo pHrodo (marca comercial registrada), Ageladine A, CypHer 5 y similares.
El elemento 13 de sensor puede incluir una clase de pigmento sola o puede incluir dos o más clases en combinación.
En un caso en el que el pigmento 13b es un pigmento fluorescente sensible al pH, por ejemplo, si el elemento 13 de sensor se irradia con la onda E1 electromagnética, el pigmento 13b proporcionado en el elemento 13 de sensor se excita, y esto conduce a la emisión de luz fluorescente o luz fosforescente a partir del elemento 13 de sensor. La intensidad o similar de la luz fluorescente o la luz fosforescente cambia según un pH alrededor del elemento 13 de sensor. De esta manera, en un caso en el que el pigmento 13b es un pigmento fluorescente sensible al pH, el elemento 13 de sensor ilustrado en la figura 3 se excita por la onda E1 electromagnética, y las propiedades de luminiscencia del mismo cambian según un pH ambiental.
El material del material 13a de base y del pigmento 13b se seleccionan teniendo en cuenta las propiedades de luminiscencia, un estado de la superficie GF terrestre sobre la que se dispersa el elemento 13 de sensor y similares.
La figura 5 es una vista en sección que ilustra un cuarto ejemplo de un elemento de sensor usado en el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. Un elemento 14 de sensor ilustrado en la figura 5 incluye un pigmento 14c fluorescente. El pigmento 14c fluorescente puede no corresponder al pigmento anteriormente mencionado en el que al menos una de las propiedades anteriormente mencionadas cambia según el entorno. Tal como se ilustra en la figura 5, el elemento 14 de sensor está dotado del pigmento 14c fluorescente en el interior del primer material 11a de base y del segundo material 11b de base en el primer ejemplo del elemento de sensor ilustrado en la figura 2A y la figura 2B. Al incluir el elemento 14 de sensor el pigmento 14c fluorescente, resulta fácil distinguir la longitud de onda obtenida a partir del elemento de sensor con respecto a otras longitudes de onda y, por tanto, se mejora la precisión en la recopilación de información.
Como pigmento fluorescente de este tipo, se muestran a modo de ejemplo naranja de acridina, auramina O, blanco de calcoflúor, bromuro de etidio, isotiocianato de fluoresceína, Hoechst 33258, rodamina B y similares.
El elemento de sensor según la realización puede ser biodegradable o no, y es preferiblemente biodegradable.
Por tanto, el elemento de sensor según la realización se realiza preferiblemente de un material biodegradable. Al realizarse el elemento de sensor según la realización de un material biodegradable, el elemento de sensor se degrada en la región objetivo en la que se recopila información medioambiental y, por tanto, no es necesario recoger el elemento de sensor. Por tanto, es posible reducir los costes de la recogida y reducir el impacto medioambiental.
Como material biodegradable, se muestra a modo de ejemplo un material que puede degradarse con microorganismos 0 enzimas, tal como plástico biodegradable. Como material biodegradable, se muestran a modo de ejemplo poli(ácido láctico), policaprolactona, polihidroxialcanoato, un poli(ácido hidroxibutírico), un poli(ácido glicólico), poli(alcohol vinílico), caseína, almidón, almidón esterificado, celulosa, pectina, agar, gelatina, por ejemplo.
Además, el elemento de sensor según la realización se realiza preferiblemente de un material derivado de biomasa desde el punto de vista de reducir el impacto medioambiental. Además, es preferible que el elemento de sensor según la realización no contenga sustancialmente ningún material derivado del petróleo.
Es preferible que el elemento de sensor según la realización no contenga sustancialmente ningún metal. En un sistema de recopilación de información medioambiental en la técnica relacionada, es esencial que un elemento de sensor contenga metal puesto que un dispositivo de observación tiene naturalmente un circuito electrónico o similar. Mientras tanto, puesto que el elemento de sensor según la realización que no contiene sustancialmente ningún metal puede realizar su función sin incluir metal, los metales no contaminan el terreno o similar aunque se disperse el elemento de sensor sobre el terreno. Como metal, se muestran a modo de ejemplo cobre, hierro, aluminio, zinc, mercurio, oro, plata, platino, litio, cromo, níquel, manganeso, vanadio, rodio, paladio y similares.
De manera similar, el elemento de sensor según la realización preferiblemente no incluye un componente electrónico. Aunque el componente electrónico es una configuración esencial en el sistema de recopilación de información medioambiental en la técnica relacionada, el elemento de sensor según la realización puede realizar su función sin estar dotado de ningún componente electrónico. Como componente electrónico, se muestran a modo de ejemplo un dispositivo semiconductor, un sustrato, un sustrato impreso, una antena, una batería, un alambre eléctrico, un alambre de plomo y similares.
El propio elemento de sensor según la realización preferiblemente no tiene ninguna función de emisión de una onda electromagnética.
Aunque el tamaño y la forma del elemento de sensor según la realización no están particularmente limitados, un elemento de sensor en un ejemplo está en forma de una partícula, y un tamaño de partícula promedio es preferiblemente de 0,1 a 5 mm, es más preferiblemente de 0,3 a 3 mm, y es de manera adicionalmente preferible de 1 a 2 mm. En este caso, el “tamaño de partícula” se refiere a un diámetro de un círculo que circunscribe una imagen proyectada del elemento de sensor, y la imagen proyectada anteriormente mencionada se proyecta en una dirección seleccionada al azar. El “tamaño de partícula promedio” se adquiere como valor numérico promedio de los tamaños de partícula anteriormente mencionados de un grupo de elementos de sensor.
(Método para fabricar el elemento de sensor)
Un método para fabricar el elemento de sensor no está particularmente limitado y, por ejemplo, el elemento de sensor puede fabricarse moldeando los materiales mostrados a modo de ejemplo anteriormente. En un caso en el que se fabrica el elemento de sensor dotado de los materiales de base mostrados a modo de ejemplo anteriormente, por ejemplo, en primer lugar se amasan un material del material de base y un disolvente para obtener una composición de materia prima, se moldea la composición mediante un método de moldeo en láminas conocido y se corta la lámina obtenida de ese modo para dar una forma del elemento de sensor, obteniendo de ese modo el elemento de sensor. En un caso en el que el elemento de sensor contiene un pigmento, el pigmento puede añadirse a la composición de materia prima anteriormente mencionada. Como método de moldeo en láminas, se muestra a modo de ejemplo un método de moldeo por extrusión en estado fundido, un método de colada en disolución, un método de calandrado, un método de coextrusión, un método de laminación y similares.
(Cuerpo empaquetado)
Según una realización de la invención, es posible proporcionar un cuerpo empaquetado en el que el elemento de sensor está empaquetado por un material de empaquetamiento. Como material de empaquetamiento, puede usarse un material que se usa habitualmente como material agrícola, pueden usarse en su lugar un material de empaquetamiento para un fertilizante, tierra, un acondicionador de tierra o similar, por ejemplo, y se muestran a modo de ejemplo una lámina de poli(cloruro de vinilo), una lámina de poliolefina, y similares. El número de los elementos de sensor incluidos en un cuerpo empaquetado no está particularmente limitado, pero puede ser igual a o mayor de 1.000, puede ser de 1.000 a 5.000.000.000.000, puede ser de 10.000 a 1.000.000.000, o puede ser de 100.000 a 10.000.000 por un cuerpo empaquetado en un ejemplo.
Incluir un gran número de elementos de sensor en un cuerpo empaquetado hace posible adquirir información medioambiental usando un gran número de elementos de sensor a la vez, y es posible recopilar la información medioambiental con alta resolución en un amplio intervalo, por ejemplo.
El cuerpo empaquetado según la realización puede incluir una descripción de que el cuerpo empaquetado se usa dispersándolo en una región objetivo en la que se recopila la información medioambiental anteriormente mencionada. Es decir, el cuerpo empaquetado según la realización puede incluir una descripción sobre un método de uso de los elementos de sensor. Para el método de uso de los elementos de sensor, puede hacerse referencia a los detalles en <Método de uso de los elementos de sensor> descrito a continuación.
La descripción puede expresarse sobre la superficie del material empaquetado, o la descripción puede expresarse en las instrucciones adjuntas, y las instrucciones y los elementos de sensor pueden incluirse juntos en el cuerpo empaquetado.
<Método de uso de los elementos de sensor>
Según un aspecto de la invención, es posible proporcionar un método de uso de los elementos de sensor en el que los elementos de sensor anteriormente mencionados se dispersan en una región objetivo en la que se recopila la información medioambiental anteriormente mencionada. Para la recepción de ondas electromagnéticas obtenidas a partir de los elementos de sensor y la adquisición de información medioambiental después de la dispersión, véanse los detalles en <Sistema de recopilación de información medioambiental, <Aeronave> y <Método para recopilar información medioambiental.
Aunque el grado de la dispersión de los elementos de sensor no está particularmente limitado, pueden dispersarse de 1 a 100.000 elementos de sensor, pueden dispersarse de 10 a 10.000 elementos de sensor, o pueden dispersarse de 100 a 5.000 elementos de sensor por 1 m2. Mediante el grado de la dispersión de los elementos de sensor por 1 m2 que se encuentra dentro del intervalo anteriormente mencionado, es posible recopilar la información medioambiental con alta resolución.
Como momento de la dispersión de los elementos de sensor, por ejemplo, se muestran a modo de ejemplo antes de la siembra de cultivos agrícolas cultivados en la región objetivo, al mismo tiempo con la siembra y un momento en el plazo de una semana después de la siembra, y es preferible dispersar los elementos de sensor de tal manera que los elementos de sensor estén ubicados en la región objetivo en un periodo desde la siembra hasta la cosecha de los cultivos agrícolas.
Aunque las posiciones en las que se dispersan los elementos de sensor son preferiblemente sobre la superficie de una región de plantación en la que se cultivan los cultivos agrícolas, los elementos de sensor pueden mezclarse en el suelo hasta tal punto que puedan recibirse las ondas electromagnéticas a partir de los elementos de sensor. Como posiciones dispersadas con respecto a los cultivos agrícolas, son preferibles posiciones dentro de 100 cm desde los tallos principales de los cultivos agrícolas, son más preferibles posiciones dentro de 10 cm, y son adicionalmente preferibles posiciones dentro de 1 cm.
(Aeronave)
La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra configuraciones de partes principales de un dron como aeronave según una realización de la invención. Tal como se ilustra en la figura 6, el dron 20 incluye una pluralidad de rotores 21, una pluralidad de controladores 22 eléctricos de velocidad (ESC), un controlador 23 de vuelo, un dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental, una batería 25 y un dispositivo 26 de dispersión. Obsérvese que el dron 20 mostrado a modo de ejemplo en la figura 6 incluye cuatro pares de rotores 21 y ESC 22.
Cada rotor 21 incluye una pala 21a y un motor 21b. La pala 21a es una denominada hélice y es para obtener la flotabilidad requerida para que el dron 20 vuele. La pala 21a está acoplada a un árbol de rotación del motor 21b, y la rotación del mismo se acciona por el motor 21b. La pala 21a se fabrica usando, por ejemplo, plástico, carbono, una resina de ABS o similar. La rotación del motor 22b se acciona por el ESC 22, y el motor 22 hace que rote la pala 21a acoplada al árbol de rotación. Como motor 22, puede usarse un motor sin escobillas, por ejemplo.
La pluralidad de ESC 22 se proporcionan para corresponder a la pluralidad de rotores 21, respectivamente, y controlar las velocidades de rotación de los motores 21b proporcionados en los rotores 21 correspondientes bajo el control del controlador 23 de vuelo. Específicamente, los ESC 22 hacen que roten los motores 21b a las velocidades indicadas por el controlador FC de vuelo. Obsérvese que, en el dron 20 ilustrado en la figura 6, se proporcionan cuatro ESC 22 para corresponder a los cuatro rotores 21, respectivamente, y se controlan individualmente por el controlador 23 de vuelo.
El controlador 23 de vuelo incluye un grupo 23a de sensores de control de vuelo, un detector 23b de posición, un receptor 23c y un dispositivo 23d de control y realiza el control de vuelo para el dron 20. El controlador 23 de vuelo puede hacer que el dron 20 vuele de manera autónoma (denominado a continuación en el presente documento “piloto automático”) y también puede hacer que el dron 20 vuele según una señal de control transmitida desde el exterior (denominado a continuación en el presente documento “manipulación manual”). Obsérvese que el controlador 23 de vuelo puede ser capaz de realizar o bien el piloto automático o bien la manipulación manual.
El grupo 23a de sensores de control de vuelo es un grupo de sensores requerido para realizar el control de vuelo para el dron 20. El grupo 23a de sensores de control de vuelo incluye diversos sensores tales como, por ejemplo, un sensor de aceleración de tres ejes, un sensor de velocidad angular de tres ejes, un sensor de presión de aire (sensor de altitud) y un sensor geomagnético (sensor azimutal). El detector 23b de posición está dotado, por ejemplo, de una función de posicionamiento tal como un sistema de posicionamiento global (GPS) y detecta información de posición del dron 20 usando la función de posicionamiento. Obsérvese que el método de detección de la información de posición del dron 20 no se limita al método de uso de la función de posicionamiento del GPS y puede usarse un método de posicionamiento arbitrario.
El receptor 23c recibe una señal de control para controlar el vuelo del dron 20 que se transmite desde el exterior. Por ejemplo, el receptor 23c recibe una señal de control que se transmite como señal inalámbrica desde un dispositivo de manipulación (un dispositivo que se usa para manipular manualmente el dron 20), que no se ilustra en el dibujo. Obsérvese que, en un caso en el que el controlador 23 de vuelo puede realizar sólo el piloto automático, se omite el receptor 23c.
El dispositivo 23d de control adquiere información que indica un estado de vuelo del dron 20 a partir de los resultados de detección del grupo 23a de sensores de control de vuelo y del detector 23b de posición y controla una postura cuando el dron 20 vuela y una operación de vuelo básica usando la información adquirida. El dispositivo 23d de control puede adquirir, como información anteriormente mencionada que indica el estado de vuelo, la inclinación y la rotación del cuerpo del dron 20, una latitud y una longitud durante el vuelo, una altitud, un ángulo azimutal del morro, información de posición del propio dron 20 y similares. El dispositivo 23d de control hace que el dron 20 vuele al tiempo que controla individualmente los ESC 22, ajustando la frecuencia de rotación de los rotores 21 y corrigiendo la postura y la posición desordenadas del cuerpo, con referencia a la información anteriormente mencionada que indica el estado de vuelo.
Además, el dispositivo 23d de control puede almacenar información FT de ruta de vuelo requerida para el piloto automático. La información FT de ruta de vuelo es información que incluye una ruta de vuelo, una velocidad, una altitud y similares. Durante el piloto automático, el dispositivo 23d de control ajusta la frecuencia de rotación de los rotores 21 y hace que el dron 20 vuele de manera autónoma a lo largo de la ruta de vuelo preestablecida, con referencia a la información anteriormente mencionada que indica el estado de vuelo y la información FT de ruta de vuelo. Por otro lado, durante la manipulación manual, el dispositivo 23d de control ajusta la frecuencia de rotación de los rotores 21 y hace que el dron 20 vuele según una instrucción a partir del exterior, con referencia a la información anteriormente mencionada que indica el estado de vuelo y la señal de control recibida por el receptor 23c.
El dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental incluye el transmisor 24a, el receptor 24b, un registrador 24c y una unidad 24d de salida y recopila información medioambiental sobre la superficie GF terrestre, por ejemplo. El transmisor 24a transmite la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica a la superficie GF terrestre tal como se describió anteriormente, y el receptor 24b recibe la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor tal como se describió anteriormente (véase la figura 1). El registrador 24c incluye una RAM (memoria que puede leerse y escribirse) o similar y registra un resultado de recepción del receptor 24b. En este caso, el registrador 24c registra el resultado de recepción del receptor 24b junto con la información anteriormente mencionada (por ejemplo, información de posición) que indica un estado de vuelo del dron 20. De esta manera, el resultado de recepción del receptor 24b y la información de posición del dron 20, por ejemplo, se registran en el registrador 24c de manera asociada.
La unidad 24d de salida emite la información registrada en el registrador 24c al exterior. Por ejemplo, la unidad 24d de salida puede estar configurada para realizar comunicación (comunicación cableada o comunicación inalámbrica) con un dispositivo externo (por ejemplo, un ordenador personal, un teléfono inteligente, una tableta o similar) y emite la información registrada en el registrador 24c al exterior, o puede estar configurada para escribir diversas clases de información en un medio de registro extraíble (por ejemplo, una memoria no volátil) y emitir la información registrada en el registrador 24c al exterior.
La batería 25 suministra la energía eléctrica requerida para que el dron 20 funcione a cada bloque del dron 20. Específicamente, la batería 25 suministra la energía eléctrica a los rotores 21 (motores 21b), a los ESC 22, al controlador 23 de vuelo, al dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental y al dispositivo 26 de dispersión. La batería 25 puede ser, por ejemplo, una batería de ion de litio o similar que puede unirse al, y separarse del, cuerpo del dron 20. Obsérvese que, aunque se ilustra una batería 25 en la figura 6, pueden proporcionarse por separado una batería para suministrar la energía eléctrica requerida para que el dron 20 vuele y una batería para suministrar la energía eléctrica requerida para recopilar información medioambiental y hacer que el dispositivo 26 de dispersión funcione.
El dispositivo 26 de dispersión puede albergar los elementos 10 de sensor en el mismo. El dispositivo 26 de dispersión dispersa los elementos 10 de sensor albergados en el mismo. Por ejemplo, el dispositivo 26 de dispersión dispersa los elementos 10 de sensor en la región TA objetivo o similar. Específicamente, el dispositivo 26 de dispersión dispersa los elementos 10 de sensor basándose en una señal de control (una señal de control para proporcionar una instrucción para la dispersión que se recibe por el receptor 23c) transmitida desde el exterior o una señal de control para proporcionar una instrucción para la dispersión que se emite a partir del dispositivo 23d de control. Al incluir un dispositivo 26 de dispersión de este tipo, por ejemplo, es posible recuperar las funciones del elemento 10 de sensor perdidas mediante biodegradación dispersando los elementos 10 de sensor en la región TA objetivo en un caso en el que los elementos 10 de sensor son biodegradables.
<Método para recopilar información medioambiental
La figura 7 es una vista en planta para explicar un método para recopilar información medioambiental usando el sistema de recopilación de información medioambiental según una realización de la invención. Obsérvese que en este caso se describirá un ejemplo de un método para recopilar información medioambiental haciendo que el dron 20 realice el piloto automático. La región rectangular ilustrada en la figura 7 representa la región TA objetivo (una región establecida sobre la superficie GF terrestre) en la que se recopila información medioambiental usando el dron 20. Los elementos 10 de sensor se dispersan de antemano en la región TA objetivo. Obsérvese que en la figura 7 se ilustra un número reducido de los elementos 10 de sensor por comodidad de ilustración.
Además, la región TA objetivo está seccionada en una pluralidad de subregiones R de tipo rejilla tal como se ilustra en la figura 7. Las subregiones R representan unidades en las que se recopila la información medioambiental. Es posible mejorar la resolución estableciendo que el área de cada subregión R sea pequeña o reducir la resolución estableciendo que el área sea grande. El tamaño de cada subregión R depende de las propiedades del receptor 24b proporcionado en el dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental, una altitud de vuelo del dron 20 y similares. En este caso, la ruta RT de vuelo del dron 20 se establece de tal manera que el dron 20 pasa sobre todas las subregiones R en un recorrido tal como se ilustra en el dibujo. Obsérvese que en este caso se supone que la altitud de la ruta RT de vuelo del dron 20 es constante para una fácil explicación.
El piloto automático del dron 20 lo inicia, por ejemplo, un usuario haciendo funcionar un manipulador proporcionado en el dron 20, que no está ilustrado, y proporcionando una instrucción para iniciar el piloto automático. Si se inicia el piloto automático, el dispositivo 23d de control proporcionado en el controlador 23 de vuelo del dron 20 adquiere información que indica un estado de vuelo del dron 20 a partir de resultados de detección del grupo 23a de sensores de control de vuelo y del detector 23b de posición y ajusta la frecuencia de rotación de los rotores 21 con referencia a la información adquirida y a la información FT de ruta de vuelo. De esta manera, el dron 20 vuela de manera autónoma a lo largo de la ruta RT de vuelo ilustrada en la figura 7.
En paralelo a las operaciones anteriormente mencionadas, el transmisor 24a proporcionado en el dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental transmite la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica a la región TA objetivo, y la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor se recibe por el receptor 24b. El resultado de recepción del receptor 24b se registra junto con la información (por ejemplo, información de posición) que indica el estado de vuelo del dron 20 que adquiere el dispositivo 23d de control. De esta manera, el resultado de recepción de la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor cuando el dron 20 vuela de manera autónoma a lo largo de la ruta RT de vuelo se registra en el registrador 24c junto con la información de posición y similares.
La figura 8 es un diagrama que ilustra un ejemplo de información medioambiental recopilada según una realización de la invención. Obsérvese que la información medioambiental ilustrada en la figura 8 se obtiene, por ejemplo, cuando el dron 20 vuela a lo largo de la ruta RT de vuelo desde la posición P1 hasta la posición P2 en la figura 7 en un caso en el que los elementos 10 de sensor en los que las propiedades de reflexión y las propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética cambian según una temperatura ambiental se dispersan en la región TA objetivo. En este caso, puesto que los elementos 10 de sensor dispersados en la región objetivo T1 tienen propiedades de reflexión y propiedades de transmisión con respecto a la onda E1 electromagnética que cambian según la temperatura ambiental, es posible obtener las temperaturas ambientales de los elementos 10 de sensor siempre que sea posible obtener la reflectancia de la onda E1 electromagnética (una razón entre los resultados de recepción de la onda E1 electromagnética y la onda E2 electromagnética). Es decir, recopilar la reflectancia de la onda E1 electromagnética es sinónimo de recopilar las temperaturas ambientales de los elementos 10 de sensor.
El dron 20 vuela a lo largo de la ruta RT de vuelo desde la posición P1 hasta la posición P3 en la figura 7, obteniendo de ese modo la reflectancia a lo largo de toda la longitud de la ruta RT de vuelo (la reflectancia a lo largo de la ruta RT de vuelo). Tal como se ilustra en la figura 7, puesto que la ruta RT de vuelo se establece para pasar por encima de todas las subregiones R en un recorrido, es posible obtener la reflectancia (temperatura) en todas las subregiones R. De esta manera, es posible obtener una distribución de temperatura (distribución de temperatura en un plano) dentro de la región TA objetivo establecida sobre la superficie GF terrestre.
Obsérvese que la reflectancia en las subregiones R puede obtenerse realizando una operación aritmética predeterminada (por ejemplo, una operación de cálculo del promedio) sobre una reflectancia obtenida durante el paso por encima de cada subregión R entre la reflectancia obtenida sucesivamente a lo largo de la ruta RT de vuelo, por ejemplo. Alternativamente, la reflectancia en la subregión R puede obtenerse adquiriendo la reflectancia una vez por encima de cada subregión R (adquiriendo la reflectancia de manera discreta) en lugar de obtener sucesivamente la reflectancia a lo largo de la ruta r T de vuelo.
Tal como se describió anteriormente, aunque recopilar la reflectancia de la onda E1 electromagnética es sinónimo de recopilar las temperaturas ambientales de los elementos 10 de sensor, un procedimiento de obtención de las temperaturas ambientales de los elementos 10 de sensor a partir de la reflectancia de la onda E1 electromagnética puede realizarse en el interior del dron 20 o puede realizarse en el exterior del dron 20. En un caso en el que el procedimiento se realiza en el interior del dron 20, por ejemplo, sólo es necesario proporcionar un operador aritmético para convertir un resultado de recepción del receptor 24b (que indica la reflectancia de la onda E1 electromagnética) en temperaturas en el dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental. En este caso, las temperaturas obtenidas por el operador aritmético se registran en el registrador 24c junto con la información de posición y similares. En un caso en el que el procedimiento se realiza en el exterior del dron 20, la información registrada en el registrador 24c se emite a un dispositivo externo (por ejemplo, un ordenador personal) a partir de la unidad 24d de salida y el dispositivo externo obtiene las temperaturas.
Tal como se describió anteriormente, según la realización, el dron 20 (el transmisor 24a del dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental) transmite la onda E1 electromagnética con una longitud de onda específica a la región TA objetivo en la que los elementos 10 de sensor están dispersados en la tierra GF, y el dron 20 (el receptor 24b del dispositivo 24 de recopilación de información medioambiental) recibe la onda E2 electromagnética obtenida a partir de los elementos 10 de sensor, recopilando de ese modo información medioambiental (por ejemplo, el contenido en agua, una temperatura, un pH, la cantidad de luz solar y similares) sobre la superficie GF terrestre. Por tanto, es posible obtener la información medioambiental sobre la superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra en un corto periodo de tiempo de manera fácil sin ninguna necesidad de gran esfuerzo tal como en la técnica relacionada.
Aunque el sistema de recopilación de información medioambiental y la aeronave según la realización de la invención se han descrito anteriormente, la invención no se limita a la realización anteriormente mencionada, y pueden realizarse libremente modificaciones dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, aunque el dron 20 como aeronave no tripulada se ha mostrado a modo de ejemplo como aeronave en la realización anteriormente mencionada, la aeronave no se limita a la aeronave no tripulada y puede ser una aeronave tripulada. Obsérvese que la aeronave no tripulada puede ser un dispositivo arbitrario que puede hacerse volar a través de control remoto o un piloto automático de entre un avión, una aeronave de alas rotarias, un planeador, un dirigible u otra máquina con una estructura sobre la que no puede viajar un hombre.
Además, el ejemplo en el que los elementos 10 de sensor están dispersados sobre la superficie GF terrestre para recopilar información medioambiental sobre la superficie GF terrestre se ha descrito en la realización anteriormente mencionada. Sin embargo, los elementos 10 de sensor pueden estar dispersados en una superficie de un mar, una superficie de un lago, una superficie de un río o similar para recopilar información medioambiental sobre la superficie del mar, la superficie del lago, la superficie del río o similar. Además, los elementos 10 de sensor pueden estar dispersados en la tierra, en el agua, en un mar o similar para recopilar información medioambiental en la tierra, en el agua, en el mar o similar siempre que sea posible transmitir y recibir las ondas E1 y E2 electromagnéticas. Es decir, el sistema de recopilación de información medioambiental según la invención puede recopilar información medioambiental sobre la superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra.
Además, el ejemplo en el que el dron 20 incluye el transmisor 24a que transmite la onda E1 electromagnética con una longitud de onda específica se ha descrito en la realización anteriormente mencionada. Sin embargo, en un caso en el que la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica se obtiene a partir de luz solar, es posible omitir el transmisor 24a. Además, en un caso en el que los elementos 10 de sensor son elementos en los que las propiedades de emisión de luz cambian según un entorno ambiental, la onda E2 electromagnética recibida por el receptor 24b es autoemisión de luz emitida a partir de los elementos 10 de sensor y, por tanto, es posible omitir el transmisor 24a para transmitir la onda E1 electromagnética con la longitud de onda específica. Obsérvese que, en un caso en el que no es necesario dispersar los elementos 10 de sensor, también es posible omitir el dispositivo 26 de dispersión.
Además, los elementos de sensor que se dispersan mezclándolos en un fertilizante o un pesticida se han mostrado a modo de ejemplo y descrito como los elementos 10 de sensor usados en el campo de la agricultura en la realización anteriormente mencionada. Sin embargo, también pueden usarse elementos de sensor que se hace que contengan componentes de fertilizante o similares en los mismos, por ejemplo, como elementos 10 de sensor usados en el campo de la agricultura. En un caso en el que tales elementos 10 de sensor están dispersados sobre un terreno agrícola, los componentes de fertilizante contenidos en los mismos se liberan al exterior y penetran en el suelo del terreno agrícola, pero los elementos 10 de sensor a partir de los cuales se han liberado los componentes de fertilizante no pierden funciones como elementos de sensor.
Tal como se usa en el presente documento, los siguientes términos direccionales “frontal, trasero, encima, hacia abajo, derecha, izquierda, vertical, horizontal, debajo, transversal, fila y columna” así como cualquier otro término direccional similar se refieren a aquellas instrucciones de un dispositivo equipado con la presente invención. Por consiguiente, estos términos, tal como se utilizan para describir la presente invención, deben interpretarse en relación con un dispositivo equipado con la presente invención.
El término “configurado” se usa para describir un componente, una unidad o una parte de un dispositivo que incluye hardware y/o software que se construye y/o programa para llevar a cabo la función deseada.
Además, los términos que se expresan como “medios más función” en las reivindicaciones deben incluir cualquier estructura que pueda utilizarse para llevar a cabo la función de esa parte de la presente invención.
El término “unidad” se usa para describir un componente, una unidad o una parte de un hardware y/o software que se construye y/o programa para llevar a cabo la función deseada. Los ejemplos típicos del hardware pueden incluir, pero no se limitan a, un dispositivo y un circuito.
Aunque anteriormente se han descrito e ilustrado realizaciones preferidas de la presente invención, debe entenderse que estas son ejemplos de la presente invención y no deben considerarse como limitativas. Puede realizarse adiciones, omisiones, sustituciones y otras modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invención. Por consiguiente, no debe considerarse que la presente invención está limitada por la descripción anterior, y sólo está limitada por el alcance de las reivindicaciones.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Aeronave (20) configurada para recopilar información medioambiental sobre una superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra, comprendiendo la aeronave (20):
    un receptor (24b) configurado para recibir una onda (E2) electromagnética obtenida a partir de un elemento (10) de sensor, que se dispersa en una región objetivo en la que se recopila la información medioambiental, de la cual al menos una de propiedades de reflexión, propiedades de transmisión, propiedades de absorción o propiedades de luminiscencia con respecto a una onda (E1) electromagnética con una longitud de onda específica, o propiedades de emisión de luz, cambia según un entorno;
    un registrador (24c) configurado para registrar un resultado de recepción del receptor (24b);
    caracterizada porque la aeronave comprende además
    un dispositivo (26) de dispersión configurado para dispersar el elemento (10) de sensor en la región objetivo.
  2. 2. Aeronave (20) según la reivindicación 1, que comprende además:
    un transmisor (24a) configurado para transmitir la onda (E1) electromagnética con la longitud de onda específica a la región objetivo.
  3. 3. Aeronave (20) según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además:
    una pluralidad de alas (21a) rotatorias; y
    un controlador (23) de vuelo configurado para controlar las alas (21a) rotatorias según información de ruta de vuelo que indica una ruta de vuelo preestablecida y configurado para hacer que la aeronave (20) vuele de manera autónoma a lo largo de la ruta de vuelo.
  4. 4. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental que recopila información medioambiental sobre una superficie de la tierra o una capa de superficie de la tierra, comprendiendo el sistema (1) de recopilación de información medioambiental:
    el elemento (10) de sensor; y
    la aeronave (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
  5. 5. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según la reivindicación 4,
    en el que la onda (E1) electromagnética con la longitud de onda específica es una onda milimétrica, una onda terahércica, un rayo infrarrojo, un rayo visible, un rayo ultravioleta o un rayo X.
  6. 6. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según la reivindicación 4 ó 5,
    en el que una longitud de onda de la onda (E2) electromagnética obtenida a partir del elemento (10) de sensor es diferente de la longitud de onda específica.
  7. 7. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6,
    en el que el elemento (10) de sensor comprende un componente de fertilizante.
  8. 8. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7,
    en el que la aeronave (20) comprende además un detector (23b) de posición configurado para detectar información de posición de la aeronave (20), y
    en el que el registrador (24c) registra el resultado de recepción del receptor (23c) junto con la información de posición detectada por el detector (23b) de posición.
  9. 9. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según la reivindicación 8,
    en el que la aeronave (20) comprende además una unidad (24d) de salida configurada para emitir, al exterior, el resultado de recepción y la información de posición registrados por el registrador (24c).
  10. 10. Sistema (1) de recopilación de información medioambiental según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9,
    en el que la información medioambiental indica al menos uno del contenido en agua, una temperatura, un pH o una cantidad de luz solar.
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