Использование интеллектуальных технологий для мониторинга здоровья, репродуктивности, местоположения и условий окружающей среды крупного рогатого скота может помочь в обеспечении безопасности пищевых продуктов и эффективности цепочки поставок, но такой мониторинг увеличивает затраты на электроэнергию в отрасли, и без того с высоким уровнем выбросов. Чтобы бороться с этим, исследователи, опубликованные в журнале iScience 1 декабря, разработали носимое интеллектуальное устройство для коров, которое улавливает кинетическую энергию, создаваемую даже их мельчайшими движениями, и использует ее для питания технологии smart ranch.

"На ранчо мониторинг информации об окружающей среде и здоровье крупного рогатого скота может помочь предотвратить болезни и повысить эффективность разведения и управления пастбищами", - говорит соавтор исследования Цзутао Чжан, исследователь энергетики из Юго-Западного университета Цзяотон в Китае. "Эта информация может включать концентрацию кислорода, температуру и влажность воздуха, количество физических упражнений, репродуктивные циклы, болезни и выработку молока".

Разработанный командой дизайн smart ranch предполагает, что коровы носят на лодыжках и шее небольшие сенсорные устройства, которые питаются от всего, что коровы делают во время своих обычных занятий на ранчо. "Существует огромное количество кинетической энергии, которая может быть собрана при ежедневных движениях крупного рогатого скота, таких как ходьба, бег и даже движение шеи", - говорит соавтор исследования Ядзя Пан, также исследователь энергетики в Юго-Западном университете Цзяотон. После захвата энергия накапливается в литиевой батарее и используется для питания устройства.

"Наш комбайн для сбора кинетической энергии специально собирает кинетическую энергию слабого движения", - говорит Чжан. Дизайн команды уникален, потому что он содержит механизм улучшения движения, который использует магниты и маятник для усиления небольших движений, совершаемых коровами.

Чжан надеется, что внедрение интеллектуальных технологий на ранчо станет частью более масштабных усилий по улучшению мировых продовольственных систем. "С развитием технологии 5G и Интернета вещей функционирование всей производственной цепочки пищевой системы становится более интеллектуальным и прозрачным", - говорит он.

Чжан и его коллеги также протестировали устройства на людях и обнаружили, что для измерения температуры в устройстве достаточно легкой пробежки. Исследователи видят будущие приложения в спортивном мониторинге, здравоохранении, "умном доме" и создании беспроводных сенсорных сетей для человека.

"Кинетическая энергия присутствует повсюду в окружающей среде — листья, колышущиеся на ветру, движение людей и животных, колебание волн, вращение земли — все эти явления содержат много кинетической энергии, - говорит Чжан, - мы не должны позволять этой энергии пропадать даром".