当树木和植物传播种子时，它们通常依靠风将种子带到新的牧场。不同的种子以不同的方式飞行：有的在空中滑行，有的落在地上，有的像直升机一样在微风中旋转。对于科学家来说，这些空气动力学为新的机载传感器提供了灵感。——微型飞行器，有些比一粒沙子还小，有些装有电子设备，未来可以飘入大气层执行环境监测和其他任务。
这些小叶的大小从大约40 mm(最大)到0.4 mm(最小)不等，它们不能自己移动。相反，它们被设计成尽可能长时间停留在空中，并由它们的仿生空气动力学设计支撑。
由西北大学工程师领导的一个国际科学家小组通过物理原型和计算机模拟开发了它们的形状。他们最好的结果是一架微型飞机，落地时以28厘米/秒的最大速度悠闲地移动(这种测量方法称为终端速度)。相比之下，雪花下落的速度为250厘米/秒，而三角帆蚌的种子漂浮的速度为75厘米/秒。
“令人惊讶的是，我们在飞行动力学方面比种子做得更好，”西北大学材料科学与工程教授约翰罗杰斯告诉TheVerge，他领导了飞机的开发。他指出，这可能是因为大自然必须优化种子的设计，以平衡许多不同的考虑，而科学家只能关注几个：有效载荷和飞行时间。
正如本周发表在《自然》杂志上的一篇论文所示，正是这些有效载荷使这些传单与众不同。罗杰斯和他的团队开发了许多不同的原型，包括长度约40毫米的大型设备，这些设备配备了无电池的电子设备，以监测阳光照射。宽度为2mm的较小模型由特殊材料制成，可以根据环境因素(如酸度或铅或汞等某些元素的存在)改变颜色。
罗杰斯说，他们收集数据的能力意味着这些传单可以用作环境监测工具。他设想，单位云可以由飞机或无人机分散，执行诸如监测化学品泄漏或空气污染等任务。飞行员在漂浮到地面或着陆时收集数据。对于较大的设备，微型天线可以将信息无线发送回家庭接收器，或者对于变色传单，可以使用航拍从上方拍摄传单的照片，以收集所需的数据。
然而，尽管罗杰斯对飞行器有着雄心勃勃的愿景，但在设计的实用性、经济性和环境方面仍有许多未解决的问题。挪威空气研究所(NILU)从事污染监测技术的高级科学家NriaCastell告诉TheVerge，以Rogers团队设想的方式收集数据将限制这项技术的潜在应用。
该团队制作了数百个原型，以测试不同的设计如何在空中移动。图：西北大学
“我在想，我们真的需要这个吗？这将如何运作？”卡斯特尔说。她指出，对于她自己的研究——测量城市空气污染——传单提供的问题多于解决方案。它们太小，无法携带敏感设备；它们只是在到达地面的途中短暂地从相关高度收集数据；而且需要一次又一次的分散，才能更长时间的捕捉数据。卡斯特尔说，这些是利用现有技术可以解决的最好的问题。“即使只有一周，你需要多少这样的[传单]来衡量数据？”
卡斯特尔说，设计传单的工程和物理研究值得称赞。她补充说，尽管它们可能不适合常规数据收集，但在紧急情况下可能非常有用。“他们可以用它来应对生物危害事故，”她说。“我说的是一起非常严重的事件。你需要立即做出回应。”在这种情况下，无人机可以快速飞出，将飞机分散在受影响区域上空，快速收集事故损失。