Американські інженери створили прототип біогібридного дрона, який може реагувати з високою точністю на різні запахи та рухатися до їхнього джерела. Для цього вони під’єднали до електроніки чутливу антену метелика, прикріпили її до дрона та скерували його рух за допомогою алгоритму, що імітує поведінку комахи. Стаття з описом винаходу опублікована у журналі IOP Bioinspiration & Biomimetrics.
Для чого потрібна антена метелика?
Люди у порівнянні з тваринами значно рідше покладаються на свій нюх. Для тварин це чуття є критично важливим, зокрема це справедливо для метеликів. Відчуття запахів їм необхідне, щоб могти відшукати джерело їжі, як-от квіти, або ж пару для спаровування. Тому їхні чутливі антени можуть вловити та зреагувати навіть на окремі молекули в повітрі. Інженери з Вашингтонського університету звернули на це увагу та припустили, що властивість комах можна було б використати для побудови надчутливої електроніки. Тоді вони взялися за перевірку своєї гіпотези.
Що побудували дослідники?
Вони вирішили створити біогібрид із електроніки та чутливого органа метелика. У процесі роботи інженери видалили під анестезією антену метелика бражника тютюнового. Потім в кожен кінець порожнистої антени вставили невеликі дроти, які можуть вимірювати середній сигнал від усіх клітин чутливого органа. Після видалення антена залишається біологічно та хімічно активною протягом чотирьох годин, але науковці вважають, що термін можна подовжити, якщо зберігати її в холодильнику.
Інженери сподівалися, що їхня розробка могтиме самостійно виявляти джерело конкретного запаху.
Що вміє гібридний апарат?
Під час перевірки роботи пристрою винахідники порівнювали його ефективність зі звичайним штучним датчиком запахів. Для цього обидва пристрої помістили в аеродинамічну трубу, куди випускали квітковий запах або ж етанол. У обох випадках антена метелика першою реагувала на речовини та швидше очищалася між запахами.
Після цього пристрій прикріпили до невеликого квадрокоптера, оснащеного інфрачервоними сенсорами для уникання перешкод. Під кінець для апарату створили алгоритм, за допомогою якого дрон повторював переміщення метелика, коли той орієнтується по запаху. Тому коли дрон вловлював якийсь запах, починав рухатися в бік його джерела. А якщо на його шляху виявлялася якась перешкода на відстані 20 сантиметрів, апарат самостійно змінював напрямок.
Пристрій може знайти своє застосування для пошуку вибухових речовин або подиху людей під завалами, коли робота людей ускладнена або загрозлива, сподіваються дослідники.
Вчені вже не вперше намагаються створити кіборгів із комахами для виявлення запахів. Приміром, сарану-кіборга раніше вже розглядали як потенційну заміну собакам-нюхачам.