Drone que evita obstáculos usa antena Live Moth

Uma vantagem dos drones é que eles podem ir a lugares onde as pessoas não podem, incluindo áreas que podem ser muito perigosas, como estruturas instáveis ​​após um desastre natural ou uma região com dispositivos não detonados.

Os pesquisadores estão interessados ​​em desenvolver dispositivos que possam navegar nessas situações farejando produtos químicos no ar para localizar sobreviventes de desastres, vazamentos de gás, explosivos e muito mais. Mas a maioria dos sensores não são sensíveis ou rápidos o suficiente para encontrar e processar cheiros específicos enquanto voam pelas plumas de odor irregulares que essas fontes criam.

Uma equipe desenvolveu o Smellicopter, um drone autônomo que usa uma antena ativa de uma mariposa para navegar em direção aos cheiros. Ele também pode sentir e evitar obstáculos enquanto viaja pelo ar. Usando uma antena de mariposa real, os pesquisadores conseguiram obter o melhor dos dois mundos:a sensibilidade de um organismo biológico em uma plataforma robótica na qual o movimento pode ser controlado.

Leia uma sessão de perguntas e respostas com o inventor

“A natureza realmente sopra nossos sensores de odor feitos pelo homem para fora da água”, disse a estudante de doutorado da UW, Melanie Anderson.

A mariposa usa suas antenas para detectar produtos químicos em seu ambiente e navegar em direção a fontes de alimento ou parceiros em potencial. A equipe usou antenas do Manduca sexta hawkmoth para Smellicopter. Os pesquisadores colocaram mariposas na geladeira para anestesiá-las antes de remover uma antena. Uma vez separada da mariposa viva, a antena permanece biologicamente e quimicamente ativa por até quatro horas. Esse período de tempo pode ser estendido armazenando antenas na geladeira.

Ao adicionar pequenos fios em cada extremidade da antena, os pesquisadores conseguiram conectá-la a um circuito elétrico e medir o sinal médio de todas as células da antena. A equipe então o comparou a um sensor típico feito pelo homem, colocando ambos em uma extremidade de um túnel de vento e flutuando cheiros aos quais ambos os sensores responderiam:um perfume floral e etanol, um tipo de álcool. A antena reagiu mais rapidamente e levou menos tempo para se recuperar entre as baforadas.

Para criar o Smellicopter, a equipe adicionou o sensor de antena a uma plataforma de drone de quatro helicópteros de código aberto, portátil e comercialmente disponível que permite aos usuários adicionar recursos especiais. Os pesquisadores também adicionaram duas aletas de plástico na parte de trás do drone para criar arrasto para ajudá-lo a ser constantemente orientado contra o vento.

O Smellicopter não precisa de ajuda dos pesquisadores para procurar odores. A equipe criou um protocolo de “lançamento e aumento” para o drone que imita como as mariposas procuram cheiros. Smellicopter começa sua busca movendo-se para a esquerda por uma distância específica. Se nada ultrapassar um limite de cheiro específico, o Smellicopter se move para a direita na mesma distância. Uma vez que detecta um odor, ele muda seu padrão de vôo para avançar em direção a ele.

Outra vantagem do Smellicopter é que ele não precisa de GPS. Em vez disso, ele usa uma câmera para pesquisar seus arredores, semelhante à forma como os insetos usam seus olhos. Isso torna o Smellicopter adequado para explorar espaços internos ou subterrâneos, como minas ou tubos.

Durante os testes em laboratório, o Smellicopter foi naturalmente ajustado para voar em direção a cheiros que as mariposas acham interessantes, como aromas florais. Mas os pesquisadores esperam que trabalhos futuros possam fazer com que a antena da mariposa detecte outros cheiros, como a exalação de dióxido de carbono de alguém preso sob os escombros ou a assinatura química de um dispositivo não detonado.