Дослідники з Японії розробили биогібридний безпілотник, який інтегрує антени шовковичного шовкопряда для поліпшення можливостей відстеження запаху і навігації по запаху. Традиційні дрони покладаються на візуальну навігацію та датчики, але ці системи працюють з перебоями в умовах низької освітленості, запорошеності або вологості. Це обмеження ускладнює ефективну роботу дронів у постраждалих від стихійного лиха районах, де порушена видимість.
Тварини, особливо комахи, такі як метелики, використовують свій нюх, щоб знаходити їжу, уникати хижаків і знаходити собі пару. Самці метеликів можуть виявляти феромони на відстані декількох кілометрів, використовуючи процес, званий локалізацією джерела запаху.
Натхненні цією природною здатністю дослідники на чолі з ад’юнкт-професором Дайго Теруцуки з Університету Синшу, а також ад’юнкт-професором Тосиюки Накатой і Тихиро Фукуї з Університету Тіба розробили безпілотник , що імітує цей механізм.
Біогібридний дрон використовує живі антени комах в якості елементів, що відчувають запах. У попередньому біогібридному дроні команди використовувався електроантеннографічний датчик (EAG), який вимірює електричні сигнали від антен комах. Незважаючи на високу чутливість, первісна модель мала обмежений діапазон виявлення – менше 2 метрів. Дослідники поліпшили це, удосконаливши дизайн, щоб краще відтворювати поведінку комах.
Для підвищення точності дослідники впровадили “алгоритм ступеневого обертання”, який імітує те, як комахи зупиняються при відстеженні запахів. На відміну від моделей роботизованого пошуку запахів, які працюють безперервно, комахи періодично зупиняються для підвищення точності. Ця біологічна поведінка була включено в систему стеження дрона, що значно підвищило її ефективність.
Команда також переробила конструкцію електродів і датчика EAG, щоб вони краще відповідали структурі антен шовкопряда, що дозволяє більш ефективно виявляти сигнал. Крім того, вони впровадили корпус у формі воронки для зменшення опору повітряному потоку і завдали проводить покриття для мінімізації електростатичних шумових завад. Ці удосконалення розширили дальність виявлення запаху дроном приблизно до 5 метрів, що зробило його набагато більш ефективним в реальних умовах застосування.
Потенційні області застосування цієї біогібридної технології величезні. Дрон можна було б використовувати для виявлення витоків газу в критично важливих об’єктах інфраструктури, ідентифікації небезпечних речовин, таких як вибухові речовини, наркотики і в службах безпеки аеропортів і навіть для надання допомоги в ранньому виявленні пожежі.
Що ще більш важливо, він пропонує багатообіцяюче рішення для пошуково-рятувальних операцій в зонах стихійних лих, де звичайні візуальні датчики не працюють.
