Una gran ventaja de tecnología de los drones (Smellicopter) es que estos pequeños robots pueden ir a lugares donde las personas no pueden, incluidas áreas que podrían ser demasiado peligrosas, como estructuras inestables después de un desastre natural o una región con dispositivos sin explotar.
Los investigadores están interesados en desarrollar dispositivos que puedan navegar en estas situaciones olfateando sustancias químicas en el aire para localizar a los sobrevivientes de desastres, fugas de gas, explosivos y más. Pero la mayoría de los sensores creados por personas no son lo suficientemente sensibles o rápidos como para poder encontrar y procesar olores específicos mientras vuelan a través de las plumas irregulares de olor que crean estas fuentes.
Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Washington ha desarrollado Smellicopter: un dron autónomo que utiliza una antena en vivo de una polilla para navegar hacia los olores. Smellicopter también puede detectar y evitar obstáculos mientras viaja por el aire.
«La naturaleza realmente saca del agua nuestros sensores de olores hechos por humanos», dijo la autora principal Melanie Anderson, estudiante de doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad de Washington. «Al usar una antena de polilla real con Smellicopter, podemos obtener lo mejor de ambos mundos: la sensibilidad de un organismo biológico en una plataforma robótica donde podemos controlar su movimiento».
¿Cómo idearon la tecnología del Smellicopter?
La polilla usa sus antenas para detectar sustancias químicas en su entorno y navegar hacia fuentes de alimento o posibles parejas. El equipo utilizó antenas de Manduca sexta para Smellicopter. Los investigadores colocaron polillas en el refrigerador para anestesiarlas antes de quitarles una antena. Una vez separada de la polilla viva, la antena permanece biológica y químicamente activa hasta por cuatro horas. Ese período de tiempo podría extenderse, dijeron los investigadores, almacenando antenas en el refrigerador.
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Al agregar pequeños cables en cada extremo de la antena, los investigadores pudieron conectarlo a un circuito eléctrico y medir la señal promedio de todas las celdas de la antena. Luego, el equipo lo comparó con un sensor típico hecho por humanos colocando ambos en un extremo de un túnel de viento y flotando olores a los que ambos sensores responderían: un aroma floral y etanol, un tipo de alcohol. La antena reaccionó más rápidamente y tomó menos tiempo para recuperarse entre bocanadas.
Para crear Smellicopter, el equipo agregó el sensor de antena a una plataforma de drones cuadricópteros portátiles de código abierto disponible comercialmente que permite a los usuarios agregar características especiales. Los investigadores también agregaron dos aletas de plástico en la parte posterior del dron para crear resistencia y ayudarlo a estar constantemente orientado contra el viento.
Las ventajas
Smellicopter no necesita ayuda de los investigadores para buscar olores. El equipo creó un protocolo de «lanzamiento y aumento» para el dron que imita cómo las polillas buscan olores. Comienza su búsqueda moviéndose hacia la izquierda una distancia específica. Si nada pasa un umbral de olor específico, se mueve hacia la derecha por la misma distancia. Una vez que detecta un olor, cambia su patrón de vuelo para dirigirse hacia él.
También puede evitar obstáculos con la ayuda de cuatro sensores infrarrojos que le permiten medir lo que está a su alrededor 10 veces por segundo. Cuando algo se acerca a unos 20 centímetros del dron, cambia de dirección al pasar a la siguiente etapa de su protocolo de lanzamiento y aumento.
Otra ventaja de es que no necesita GPS, dijo el equipo. En su lugar, usa una cámara para inspeccionar su entorno, de manera similar a cómo los insectos usan sus ojos. Esto hace que Smellicopter sea ideal para explorar espacios interiores o subterráneos como minas o tuberías.
Durante las pruebas en el laboratorio de investigación de la UW, Smellicopter se sintonizó naturalmente para volar hacia los olores que las polillas encuentran interesantes, como los aromas florales. Pero los investigadores esperan que el trabajo futuro pueda hacer que la antena de la polilla detecte otros olores, como la exhalación de dióxido de carbono de alguien atrapado bajo los escombros o la firma química de un dispositivo sin detonar.
Fuente sciencedaily.com