Hybryda drona i ćmy

fot. pixabay

Naukowcy opracowali drona o sugestywnej nazwie Smellicopter, który wykorzystuje aparat węchowy żywej ćmy do tropienia celów.

Dla ciem zmysł węchu ma kluczowe znaczenie. Używają swoich organów przypominających anteny w poszukiwaniu zapachu kwiatów, partnerów i innych istotnych obiektów. Wykrycie pojedynczej cząsteczki zapachowej pozwala bardzo szybko wywołać kaskadę odpowiedzi komórkowych.

Zdając sobie z tego sprawę, inżynierowie z Uniwersytetu Waszyngtonu podłączyli ten wyjątkowy organ do zestawu elektroniki i wykorzystali do kierowania drona w kierunku określonych zapachów. Efekt końcowy to Smellicopter.

- Natura radykalnie rozprawia się ze stworzonymi przez człowieka czujnikami zapachu - powiedziała Melanie Anderson, naczelna autorka badania - Używając rzeczywistego organu ćmy, jesteśmy w stanie uzyskać to, co najlepsze z obu światów - wrażliwość organizmu biologicznego oraz platformę robotyczną, dzięki której możemy kontrolować ruch.

Czułki pozyskiwane są z ciała ciem jastrzębich, które są znieczulane przed ich usunięciem. Następnie małe przewody umieszczone zostają w każdym z końców wydrążonej anteny. Pozostaje ona aktywna biologicznie i chemicznie tylko przez cztery godziny po resekcji, jednak naukowcy twierdzą, że ten czas można wydłużyć dzięki przechowywaniu w lodówce.

Aby przetestować zdolność wykrywania zapachów cyborga, zespół badaczy umieścił go na końcu tunelu aerodynamicznego i kazał konkurować ze standardowym czujnikiem zapachu. Kiedy w tunelu unosił się zapach kwiatów lub etanolu, antena ćmy reagowała szybciej niż konkurencyjny sensor i była w stanie prędzej oczyścić swoją paletę pomiędzy wykrywaniem kolejnych molekuł.

Na potrzeby następnych eksperymentów naukowcy zamontowali elektronikę na małej platformie quadkoptera, która była wyposażona w dwie lotki z tworzywa sztucznego utrzymujące ją w pozycji pod wiatr oraz cztery czujniki podczerwieni do wykrywania i unikania przeszkód.

Finalnie Smellicopter był sterowany przez algorytm, który naśladował sposób, w jaki ćmy wyszukują interesujące je zapachy. Dron zaczynał dryfować w lewo na określoną odległość, a jeśli nie wykrył wystarczająco silnego zapachu, przesuwał się na chwilę w prawo. Gdy natomiast rozpoznał znajomy zapach, leciał w jego kierunku. Jeśli w dowolnym momencie zamontowane czujniki podczerwieni trafiły na przeszkodę umieszczoną w promieniu 20 centymetrów od niego, robot natychmiast zmieniał kierunek lotu.

Zespół twierdzi, że urządzenie może być przydatne do wyszukiwania sygnatur chemicznych materiałów wybuchowych lub oddechu ludzi uwięzionych w gruzach. Badania nad nim zostały opublikowane w czasopiśmie IOP Bioinspiration & Biomimetrics. Smellicoptera można zobaczyć na poniższym filmie.

(rr)