无人机也可以闻气味了!华盛顿大学开发了一种飞行气味追踪器Smellicopter

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汽车可以驾驶,电话可以接听,但是机器人还无法闻到气味。对于搜救或毒品搜索,狗比机器更可靠。不过,新的研究改变了这样的现状,华盛顿大学的一组研究人员创建了一种飞行气味追踪器,他们将其称为“ Smellicopter”。


无人机也可以闻气味了!华盛顿大学开发了一种飞行气味追踪器Smellicopter

机械工程和研究负责人的博士生Melanie Anderson持有Smellicopter。图片:华盛顿大学马克·斯通(Mark Stone)


“有时,作为工程师,我们可以比生物学做得更好,”帮助开发了香薰珩磨无人机,大学机械工程学教授Sawyer Fuller说:“但是有时候投降很有意义-如果您无法击败他们,那就加入他们。化学传感是生物学必胜的领域之一,肯定是小规模的。”


他和他的同事们将生物学与机器人技术相结合,将一种从动物界借来的气味感应装置与一架无人驾驶飞机结合在一起,创建了一个集成的自主气味猎人。


但是他们选择的嗅探器不是狗鼻,而是飞蛾天线。


蛾是昆虫中最敏感的化学传感器。由于经过200多年的发展,他们可以在数英里之外找到花朵或伴侣。它们也易于繁殖和处理。研究人员使用的Manduca sexta鹰蛾是手掌大小,触角直径大约是牙签。在研究人员拆下触角之前,蛾在冰箱中进行了麻醉,触角具有四个小时的生物和化学活性。


无人机也可以闻气味了!华盛顿大学开发了一种飞行气味追踪器Smellicopter

通过在天线的两端添加细线,研究人员能够将其连接到电路并记录其响应。图片:华盛顿大学马克·斯通(Mark Stone)


研究人员将天线连接到电路板上,两端都用细小的电线。他们将天线传感器连接到廉价的现成四轴飞行器上,从而创建了该设备。当天线闻到气味时,它会根据一种简单的算法将电信号发送到电路板,该电路板将控制无人机。


“当您闻到某种东西并且有风时,您总是可以认为源头会在您的上风,”该大学机械工程学博士生Melanie Anderson说:“昆虫利用这些信息。如果有风吹到他们身上,并且它们闻到某种气味,它们就会向上风。如果他们失去了它,他们会向侧风,直到他们再次抓住它,然后再往上风。”


使用模仿飞蛾运动的协议,sodoricpoter做同样的事情。如果没有检测到,它将首先向左移动预定距离,然后向右移动预定距离。当它最终确实检测到某种东西时,它会向气味移动。安德森说:“最大的挑战是你如何知道顺风方向。”


由于现成的风流量传感器无法安装在小型无人机上,因此研究人员找到了一种从风向标中借用的简单解决方案:位于无人机背面的两个塑料散热片可使其保持定向,因此始终面向风。它可以左右飞行,红外传感器可以避免障碍物。它还使用摄像头查看其航向。


无人机尚不能闻出特定的气味,只能闻出一个整体的气味。当气味检测的强度达到某个阈值时,无人驾驶飞机便会遵循该阈值。蛾子对信息素和花香非常调和,因此研究人员正在使用后者来诱使Smellicopter,基因编辑将使天线对其他化学物质的反应同样强烈。


总体目标是使无人机能够定位灾难幸存者,查明化学品泄漏或寻找温室气体的来源。


照目前情况来看,Smellicopter的潜在应用范围更窄。


安德森说:“我们正处于瓶颈,我们不能将其应用于现实生活中,因为它闻到的都是花香,一种选择是将花香或飞蛾信息素添加到天然气中,以便无人机可以发现泄漏。或者,如果您正在寻找穿着非常浓烈香水的人,则可以这样做。”



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