Urządzenie, które wykorzystuje elementy żywych zwierząt. Pełnią rolę czujników

Ćmy posiadają rozbudowany zmysł węchu. Dzięki niemu cechują się bardzo dużą wrażliwością, a nawet pojedyncza cząsteczka zapachowa może wywołać kaskadę różnorodnych odpowiedzi komórkowych. Owady używają swoich pierzastych czułek do poszukiwania zapachu kwiatów czy potencjalnych partnerów.

Naukowcy z University of Washington postanowili wykorzystać te niezwykłe właściwości w swoich badaniach. Podłączyli czułki żywej ćmy do specjalnej aparatury. Następnie wykorzystali je do skierowania drona w stronę wybranych zapachów.

- Używając prawdziwych czułek ćmy w Smellicopter, jesteśmy w stanie połączyć to, co najlepsze o obydwu światów: wrażliwość organizmu biologicznego na platformie robotycznej, na której możemy kontrolować jego ruch – powiedziała Melanie Anderson, główna autorka badania.

Czułki pozyskiwane są od zawisiaka tytoniowego, którego znieczula się przed zabiegiem. Następnie małe przewody są wkładane do każdego końca wydrążonej anteny, która może mierzyć sygnał za pomocą wszystkich swoich komórek.

Antena pozostaje aktywna biologicznie i chemicznie tylko przez cztery godziny po wyjęciu z żywej ćmy, ale naukowcy twierdzą, że można to przedłużyć poprzez przechowywanie ich w lodówce.

W trakcie testów naukowcy porównali możliwości czułek ćmy i standardowego czujnika sztucznego zapachu. Umieszczono je na końcu tunelu aerodynamicznego. Kiedy w tunelu unosił się kwiatowy zapach lub zapach etanolu, antena reagowała szybciej niż drugi czujnik.

Na potrzeby następnych eksperymentów naukowcy zamontowali anteny na małej platformie quadkoptera, która była wyposażona w dwa dodatkowe skrzydła. Ich celem było utrzymywanie odpowiedniego kierunku w tunelu. Dodano również cztery czujniki podczerwieni do wykrywania i unikania przeszkód.

Naukowcy wykorzystali również sztuczną inteligencję, dzięki której stworzyli algorytm do sterowania Smellicopterem. Algorytm naśladuje sposób, w jaki ćmy wyszukują interesujące zapachy. Dron unosi się w powietrzu i skanuje je w poszukiwaniu zapachu. Po ich wykryciu udaje się w jego kierunku. Jeśli w dowolnym momencie czujniki podczerwieni wykryją przeszkodę w promieniu 20 cm (8 cali), urządzenie zmieni kierunek lotu.

Zespół naukowców twierdzi, że urządzenie może być przydatne do wyszukiwania mieszanin zapachów, takich jak sygnatury chemiczne materiałów wybuchowych lub oddech ludzi uwięzionych pod gruzami. W ten sposób drony mogą pomóc w sytuacjach, w których wysłanie ludzi w celach poszukiwawczych może być zbyt niebezpieczne.