장애물 회피 드론이 살아있는 나방 안테나를 사용합니다.

드론의 장점 중 하나는 자연재해 후 불안정한 구조물이나 폭발하지 않은 장치가 있는 지역과 같이 너무 위험할 수 있는 지역을 포함할 수 없는 곳을 사람들이 포함할 수 없다는 것입니다.

연구원들은 재난 생존자, 가스 누출, 폭발물 등을 찾기 위해 공기 중의 화학 물질을 냄새로 감지하여 이러한 상황을 탐색할 수 있는 장치를 개발하는 데 관심이 있습니다. 그러나 대부분의 센서는 이러한 원인이 생성하는 고르지 못한 냄새 기둥 사이를 날아다니는 동안 특정 냄새를 찾아 처리할 만큼 민감하거나 빠르지 않습니다.

한 팀이 나방의 안테나를 사용하여 냄새를 감지하는 자율 드론인 Smellicopter를 개발했습니다. 또한 공기를 통해 이동할 때 장애물을 감지하고 피할 수 있습니다. 실제 나방 안테나를 사용하여 연구원들은 두 세계의 장점, 즉 움직임을 제어할 수 있는 로봇 플랫폼에서 생물학적 유기체의 감도를 얻을 수 있었습니다.

Inventor와의 Q&A 읽기

UW 박사 과정 학생인 Melanie Anderson은 "자연은 인간이 만든 냄새 센서를 물 밖으로 불어냅니다."라고 말했습니다.

나방은 더듬이를 사용하여 주변 환경의 화학 물질을 감지하고 먹이나 잠재적인 짝을 찾아갑니다. 팀은 Smellicopter를 위해 Manduca sexta hawkmoth의 안테나를 사용했습니다. 연구원들은 안테나를 제거하기 전에 냉장고에 나방을 넣어 마취시켰다. 살아있는 나방과 분리되면 안테나는 최대 4시간 동안 생물학적, 화학적 활성을 유지합니다. 안테나를 냉장고에 보관하면 그 시간을 연장할 수 있습니다.

안테나의 양쪽 끝에 작은 와이어를 추가하여 연구원들은 이를 전기 회로에 연결하고 안테나의 모든 셀에서 나오는 평균 신호를 측정할 수 있었습니다. 그런 다음 팀은 풍동의 한쪽 끝에 배치하고 두 센서가 모두 반응하는 냄새를 풍기는 일반적인 인간이 만든 센서와 비교했습니다. 꽃 향기와 알코올의 일종인 에탄올. 안테나가 더 빨리 반응하고 퍼프 사이에 회복하는 데 더 적은 시간이 걸렸습니다.

Smellicopter를 만들기 위해 팀은 사용자가 특수 기능을 추가할 수 있는 오픈 소스 휴대용 휴대용 쿼드 헬리콥터 드론 플랫폼에 안테나 센서를 추가했습니다. 연구원들은 또한 드론의 뒷면에 2개의 플라스틱 핀을 추가하여 항력을 만들어 지속적으로 바람을 부는 방향으로 향하도록 했습니다.

Smellicopter는 냄새를 찾는 데 연구원의 도움이 필요하지 않습니다. 팀은 나방이 냄새를 찾는 방식을 모방한 드론용 "캐스트 앤 서지" 프로토콜을 만들었습니다. Smellicopter는 특정 거리만큼 왼쪽으로 이동하여 검색을 시작합니다. 특정 냄새 임계값을 통과하는 것이 없으면 Smellicopter는 동일한 거리만큼 오른쪽으로 이동합니다. 냄새를 감지하면 비행 패턴을 변경하여 해당 냄새를 향해 돌진합니다.

Smellicopter의 또 다른 장점은 GPS가 필요하지 않다는 것입니다. 대신 곤충이 눈을 사용하는 것처럼 카메라를 사용하여 주변을 조사합니다. 따라서 Smellicopter는 광산이나 파이프와 같은 실내 또는 지하 공간을 탐색하는 데 적합합니다.

실험실에서 테스트하는 동안 Smellicopter는 꽃 향기와 같이 나방이 흥미롭게 여기는 냄새를 향해 날아가도록 자연스럽게 조정되었습니다. 그러나 연구자들은 미래의 연구에서 나방 안테나가 잔해 밑에 갇힌 사람의 이산화탄소 내뿜는 소리나 폭발하지 않은 장치의 화학적 특성과 같은 다른 냄새를 감지할 수 있기를 희망합니다.