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用蛾子觸角當天線 用氣味導航 美國博士發明奇特生物技術無人機

時間:2020-12-11 16:33:37編輯:未知來源:互聯網欄目:國外動態點擊數(0)已有0人評論 加入收藏

  近日,美國華盛頓大學機械工程專業博士梅蘭妮·安德森(Melanie Anderson)對外公開了一款她發明的名為Smellicopter的新型氣味導航無人機。很有意思的是這款無人機的導航天線并不是電子產品,而是飛蛾的觸角。所以這是一款手掌大小,使用了生物技術的無人機。

  在動物界中,飛蛾利用它們頭上的觸角來感知周圍環境中存在的不同化學物質,并利用它們來尋找食物來源或潛在伴侶。

  生物學教授和這款無人機的共同開發者托馬斯·丹尼爾(Thomas Daniel) 說,蛾類天線細胞可以放大化學信號,并且可以高效地進行處理。他們的天線甚至可以感知一個氣味分子,從而激活許多細胞反應,這是一種非常有效的特異性快速機制。

  所以通過將飛蛾觸角集成到無人機中,就能充分利用自然和科技的雙重優勢,制造出具有生物有機體敏感性的特殊無人機。

  安德森研究發現,將電線與飛蛾觸角接觸,并將其連接到電路后,就可測量來自觸角單元的平均信號。然后,他們通過將其暴露于花香和乙醇中,將其與人造傳感器進行了比較。他們發現,這種生物天線的反應速度比傳感器快,并且能花費更少的時間來恢復對氣味的追蹤。

  不過這種生物天線暫時的壽命很短,必須將其放置在冰箱中,以延長觸角天線具有的生物和化學活性的預期時間。否則,這種生物天線只能使用四個小時。

  最終研究人員將這種奇特的蛾子生物天線添加到了商用的開源手持式四旋翼無人機上,并增加了一些特殊功能。他們在后部放了兩個塑料鰭,以產生阻力,用于幫助無人機不斷地迎風向上飛行。

  助理機械工程和該研究的合著者索耶·富勒(Sawyer Fuller說,從機器人技術的角度來看,這個概念是一個天才。“機器人技術中的經典方法是添加更多的傳感器,或者建立奇特的算法或使用機器學習來估計風向。事實證明,您所需要做的就是添加一個鰭。”

  對于這款無人機的優勢和用途,安德森在一次采訪中說,這種無人機的優點之一是可以去人類無法到達的地方,比如說有爆炸物或者其他危險物品的地方。它無需人類的幫助即可在氣味中導航,并且可以避免障礙物,使其非常適合探索礦山或管道等室內或地下空間。

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