Крошечный дрон использует части тела мотылька для обнаружения химикатов

Инженеры из Вашингтонского университета перепрофилировали биологию мотылька вместо того, чтобы изобретать технологические альтернативы. Так появился новый «Smellicopter» – крошечный дрон, анализирующий запахи.

Одним из огромных преимуществ дронов является то, что эти маленькие роботы могут перемещаться в места, недоступные для людей, включая области, которые могут быть слишком опасными, например, нестабильные конструкции после стихийного бедствия или регионы с неразорвавшимися устройствами.

Исследователи заинтересованы в разработке устройств, которые могут вынюхивать химические вещества в воздухе, чтобы определять местонахождение выживших после стихийных бедствий, утечек газа, взрывчатых веществ и многого другого. Но большинство сенсоров, созданных людьми, недостаточно чувствительны и недостаточно быстры, чтобы обнаруживать и обрабатывать определенные запахи.

Команда ученых под руководством Вашингтонского университета разработала Smellicopter: автономный дрон, который использует живые усики-антенны мотылька для навигации по запахам. Smellicopter также может обнаруживать препятствия и избегать их во время полета.

Мотылек использует свои усики-антенны, чтобы чувствовать химические вещества в окружающей среде и перемещаться к источникам пищи или потенциальным партнерам.

Команда использовала усики бражника табачного (Manduca sexta) для Smellicopter. Исследователи поместили мотылька в холодильник, чтобы обезболить его перед снятием антенны. После отделения от живой бабочки антенна остается биологически и химически активной до четырех часов. По словам исследователей, этот временной промежуток можно увеличить, храня антенны в холодильнике.

Добавив крошечные провода к любому концу антенны, исследователи смогли подключить ее к электрической цепи и измерить средний сигнал от всех ячеек антенны. Затем команда сравнила его с типичным датчиком, созданным человеком, разместив оба на одном конце аэродинамической трубы и создавая запахи, на которые реагируют оба датчика: цветочный аромат и этанол, один из видов алкоголя. Антенна среагировала быстрее.

Чтобы создать Smellicopter, команда добавила антенный датчик к портативной коммерчески доступной платформе квадрокоптеров с открытым исходным кодом, которая позволяет пользователям добавлять специальные функции. Исследователи также добавили два пластиковых плавника на заднюю часть дрона, чтобы создать сопротивление и помочь ему постоянно ориентироваться против ветра.

Smellicopter также может избегать препятствий с помощью четырех инфракрасных датчиков, которые позволяют ему измерять окружающее 10 раз в секунду. Еще одно преимущество Smellicopter заключается в том, что ему не нужен GPS. Вместо этого он использует камеру для обзора своего окружения, подобно тому, как насекомые используют глаза. Это делает Smellicopter хорошо подходящим для исследования внутренних или подземных пространств, таких как шахты или трубы.

Источник: Хайтек+