工程師創建了一個無電池的遠程圖像傳感器

想象一下一個小型，便宜的設備，它可以看著停車場，看看哪些空間已被填充，哪些未被填充。或者一個可能會發現交通擁堵，并重新路由其他人。也許這樣的設備甚至可以留意公共場所的危險情況。卡內基梅隆大學電氣和計算機工程助理教授布蘭登·盧西亞(Brandon Lucia)以及他的博士學位。來自意大利特倫托大學(University of Trento)的學生哈什·德賽(Harsh Desai)和他的合作者，曾想象過這樣的設備，他們以一只勤勞的小鳥為名，將其命名為Camaroptera。

Camaroptera是一種完全由太陽能電池板供電的無電池遠程圖像傳感器，即使在擁擠的城市環境中，也能夠無線傳輸數千米的圖像。Camaroptera收集圖像并通過所謂的邊緣計算進行處理-當傳感器設備自己執行數據分析時，而不是花費大量時間和精力將數據發送到遙遠的云服務器進行處理。Camaroptera使用邊緣計算，將機器學習應用于所收集的圖像。根據機器學習的結果，該設備可以通過無線電發送有趣的圖像，而忽略不感興趣的數據，從而節省了本來可以用來發送圖像的能量。

Lucia說：“ Camaroptera的神奇之處在于它可以在較大的地理區域內獨立運行。該設備可以在偏遠地區收集圖像，然后在本地處理圖像。” “在本地進行計算的好處之一是它避免了使用無線電。從能源的角度來看，使用無線電非常昂貴。”

那么，設備應該如何管理能量呢?有些必須花費在收集數據上，有些需要進行計算，有些需要通過無線電發送數據。另外，它需要找時間坐下來閑逛并收集能量。什么時候應該執行這些任務?面對這個問題，Lucia和Ph.D. 學生Kiwan Maeng創建了一種新的算法和系統，用于安排能量收集設備如何使用其時間和能量。

該設備必須確保及時滿足每個應用程序的需求，并且該設備絕不能耗盡能量。例如，如果是陰天，則該設備將很難收集太陽能。結果，它將沒有足夠的精力來完成通常執行的任務。調度算法可以糾正這一點。與其讓設備執行復雜的能源密集型任務，不如說它可以執行更簡單的任務。

Lucia說：“如果您不能滿足系統的原始規格要求，則可以在有限的可用資源下做一些有用的事情。” “設備以可預測和可控制的方式惡化。”

像Camaroptera這樣的設備的其他好處之一是，它們比執行相同功能的傳統設備便宜。Lucia的設備制造成本低，部署成本低，維護成本低。

盧西亞說：“如果您要用它來監視民用基礎設施，那將真的很便宜，因為您可以大量生產它們。” “能量收集的一個重要好處是消除了設備維護成本。我們無法讓任何人每年開車在整個城市范圍內一次更換攝像機中的100,000個電池。”