Создан дрон-киборг, который определяет запахи с помощью антенны живого мотылька
Люди не склонны слишком полагаться на обоняние, но для мотыльков оно имеет решающее значение. Они используют покрытые волосками антенны для поиска цветов, самок и других важных вещей, поэтому эти органы невероятно чувствительны — одна молекула запаха очень быстро вызывает каскад клеточных реакций.
Зная это, инженеры Вашингтонского университета подключили антенну от живого мотылька к комплекту электроники и использовали ее, чтобы направлять дрон к определенным запахам. Получившийся «киборг» получил название Smellicopter.
«Используя настоящую антенну мотылька с Smellicopter, мы можем получить лучшее из обоих миров: чувствительность биологического организма на роботизированной платформе, где мы можем контролировать каждое движение» — пояснила Мелани Андерсон, ведущий автор исследования.
Усики были взяты у ястребиной моли, которую полностью обезболили перед удалением важного органа. Затем в каждый конец полой антенны вставили небольшие провода, способные измерять средний сигнал, поступающий из источника. Антенна остается биологически и химически активной только в течение четырех часов после удаления из живой бабочки, но исследователи говорят, что в будущем этот срок можно будет увеличить.
Чтобы проверить нюхательное мастерство киборга, команда поместила его в конце аэродинамической трубы и заставила конкурировать со стандартным искусственным датчиком запаха. Когда из туннеля доносился цветочный аромат или запах этанола, антенна реагировала быстрее, чем искусственный аналог, и быстрее восстанавливала активность в перерывах между разными запахами.
Затем исследователи установили электронику на обычный квадрокоптер, оснащенный двумя пластиковыми плавниками, чтобы тот был ориентирован против ветра, а также четырьмя инфракрасными датчиками для обнаружения и предотвращения препятствий.
Управление Smellicopter’ом берет на себя алгоритм, имитирующий поиск мотыльками интересующих их запахов. Дрон начинает с того, что дрейфует влево на заданное расстояние, и если достаточно сильный источник запаха не был обнаружен, то спустя некоторое время он перемещается вправо. Когда цель все-таки найдена, дрон летит прямо к ней. Если в какой-то момент инфракрасные датчики обнаружат препятствие в пределах 20 см, Smellicopter изменит направление.
Команда уверяет, что устройство может быть полезно для поиска определенных запахов, таких как химические сигнатуры взрывчатых веществ или дыхание людей, застрявших под обломками. Таким образом, дроны могут помочь в ситуациях, когда посылать людей может быть опасно.
Вместо того, чтобы полагаться на искусственные датчики, новый дрон оперирует куда более совершенным прибором — усиком настоящего мотылька