Smellicopter – bioniczny dron

Smellicopter – dron z czułkami ćmy

Smellicopter to wynalazek skonstruowany przez naukowców Uniwersytetu w Waszyngtonie do wykrywania zapachów. Aby je wyczuć, wykorzystuje czułki żywej ćmy. Może pomóc w ratowaniu ludzi z obiektów, w których np. ulatnia się gaz.

Robo-ćma

Nazwa Smellicopter pochodzi od angielskich słów „smell” (wyczuwać, wąchać, pachnieć) i „helicopter” (helikopter, śmigłowiec). Autonomiczny dron o takiej nazwie wykorzystuje żywe czułki ćmy do nawigacji w kierunku zapachów. Miniśmigłowiec ma również zdolność wykrywania i omijania przeszkód. Urządzenie łączy świat natury i robotów. – Używając prawdziwych czułków ćmy z Smellicopter, jesteśmy w stanie uzyskać to, co najlepsze z obu światów: wrażliwość organizmu biologicznego na platformie robotycznej, na której możemy kontrolować jego ruch – mówi Melanie Anderson, doktorantka inżynierii mechanicznej UW i główna autorka drona.

Jak działa dron?

To typowe urządzenie wykorzystujące bionikę – ćma używa czułków, aby wykrywać w swoim otoczeniu substancje chemiczne oraz poszukiwać pożywienia czy potencjalnych partnerów. Jest to możliwe dzięki czułkom, których komórki wzmacniają sygnały chemiczne, przez ich wykrywanie jest niezwykle skuteczne. Jedna cząsteczka jakiegoś zapachu może wywołać wiele odpowiedzi komórkowych, co sprawia, że ćmy działają bardzo szybko i precyzyjnie.

Smellicopter: jak go skonstruowano?

Konstruując Smellicopter wykorzystano gatunek ćmy o nazwie zawisak tytoniowy (łac. Manduca sexta). Owad został znieczulony poprzez umieszczenie go w lodówce, a następnie wyjęto mu jeden z czułków. Tak wyseparowany czułek jest aktywny do czterech godzin, jednak przechowywanie go w lodówce może wydłużać ten czas.

Manduca sexta MHNT CUT 2010 0 104 Caranavi, La Paz Bolivia male dorsal

Po obu końcach czułka dodano maleńkie przewody i podłączono go do obwodu elektrycznego. Wówczas zmierzono zmierzyć średni sygnał ze wszystkich jego komórek, aby porównać go z czujnikiem wykonanym przez człowieka. Na jednym końcu tunelu aerodynamicznego umieszczono oba czujniki, a wewnątrz tunelu rozpylano różne zapachy, np. kwiatowy i etanol. Smellicopter zareagował szybciej i potrzebował mniej czasu na regenerację między kolejnymi rozpyleniami.

Zobacz film:

Ćma… z płetwami

Do budowy Smellicoptera wykorzystano dron typu open source, który umożliwia użytkownikom dodawanie własnych funkcji. Naukowcy umieścili na nim z tyłu dwie plastikowe płetwy z tyłu, stwarzając tym samym opór, dzięki któremu dron jest stale zorientowany pod wiatr. – Z punktu widzenia robotyki to genialne – ocenia Sawyer Fuller, adiunkt z UW, współautor i doradca grupy roboczej. Jak mówi, klasyczne podejście w robotyce zwykle idzie w kierunku dodania większej liczby czujników, a czasem stworzenia wymyślnego algorytmu i sztucznej inteligencji, a tutaj po prostu dodano płetwy.

Smellicopter w akcji

Smellicopter nie wymaga żadnego sterowania. Jedyne, co musieli zapewnić naukowcy, to specjalny protokół „rzucania i falowania”, który naśladuje sposób poszukiwania zapachów przez ćmy. Urządzenie najpierw przesuwa się w lewo na określoną odległość, a jeśli nie wyczuje określonego zapachu, robi to samo, tyle że w prawą stronę i na tę samą odległość. Kiedy jednak wykryje zapach, zmienia swój wzorzec lotu, kierując się w jego stronę.

Co ważne, dzięki czterem wbudowanym czujnikom podczerwieni, urządzenie omija przeszkody i precyzyjnie zmienia kierunek lotu.

Roboty takie mogą być w przyszłości wykorzystane do wykrywania zapachów w miejscach trudno dostępnych lub niedostępnych dla ludzi, np. w ruinach budynków po wybuchu, gdzie często mamy do czynienia z ulatniającym się gazem albo chemikaliami.

Anoda

Źródło: Uniwersystet w Waszyngtonie

Foto:

  1. Didier Descouens – Obra do próprio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=55297375 (źródło: Wikipiedia)
  2. https://www.washington.edu

Korzystanie z serwisu oznacza akceptację na pliki cookies oraz politykę prywatności. Więcej

Ciasteczka na stronie przenośne.pl umożliwiają Ci najlepsze z możliwych sposobów na przeglądanie naszej witryny. Jeśli wyrażasz zgodę na wykorzystywanie ciasteczek, kliknij OK.

X