当树木和植物散播种子时，它们通常依靠风将它们带到新的牧场。不同的种子采用不同的飞行方式：有的在空中滑翔，有的降落到地面，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型机载传感器提供了灵感——微型飞行器，有些比一粒沙子还小，有些则配备了电子设备，未来可以漂浮到大气中执行环境监测等任务。

这些传单的尺寸从大约40毫米(最大)到0.4毫米(最小)不等，它们不会靠自己的力量移动。相反，它们的设计目的是在空气中停留尽可能长的时间，并由其仿生空气动力学设计提供支持。

由西北大学工程师领导的国际科学家团队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个微小的飞行器，它在落到地面时以28厘米/秒的最大速度悠闲地移动(这种测量被称为终端速度)。相比之下，雪花以250厘米/秒的速度下落，而蚂蚁树(Triplariscumingiana)的种子以75厘米/秒的速度漂浮。

“在飞行动力学方面，我们可以比种子做得更好，这令人惊讶，”领导飞行器开发的西北大学材料科学与工程教授约翰罗杰斯告诉TheVerge。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因素，而科学家们可以只关注几个：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述，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，包括长约40毫米的大型装置，这些装置配备了无电池电子设备以监测太阳光照射。两毫米宽的较小模型由特殊材料制成，可根据环境因素(如酸度或某些元素(如铅或汞)的存在)改变颜色。

罗杰斯说，它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。他设想可以通过飞机或无人机分散单位云，以执行诸如监测化学品泄漏或大气污染之类的任务。飞行员会在漂浮到地面或着陆时收集数据。对于较大的装置，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，可以使用航空摄影从上方拍摄传单的照片以收集所需的数据。

但是，尽管罗杰斯对传单提出了雄心勃勃的愿景，但在设计的实用性、经济性和环境方面仍有许多悬而未决的问题。在挪威空气研究所(NILU)从事污染监测技术工作的高级科学家NúriaCastell告诉TheVerge，以罗杰斯团队设想的方式收集数据将限制这项技术的潜在应用。

该团队制造了数百个原型，以测试不同的设计如何在空中移动。图片：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——测量城市的空气污染——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;他们只在到达地面的途中短暂地从相关海拔高度收集数据;并且它们需要一次又一次地分散以在更长的时间内捕获数据。Castell说，这些都是使用现有技术最好解决的问题。“即使只是一周，你需要多少这些[传单]来测量数据?”

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，虽然它们可能不适用于常规数据收集，但它们在紧急情况下可能非常有用。“他们可以将它用于生物危害事故，”她说。“我说的是非常严重的事件，你需要立即做出反应。”在这种情况下，无人机可以迅速飞出并将飞行器分散在受影响区域上空，以快速收集事故损坏情况。