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Smellicopter, los drones que podrián “oler explosivos” gracias a la antena de una polilla

Se ha utilizado una antena de polilla para crear Smellicopter, un pequeño dron autónomo diseñado para detectar firmas químicas que indican explosivos sin detonar o personas atrapadas en lugares de difícil acceso después de un desastre natural.

La mayoría de los sensores creados hasta ahora por personas no son lo suficientemente sensibles o rápidos como para poder encontrar y procesar olores específicos. En este caso, el drone capta los olores gracias a la polilla Halcón Manduca sexta, que tiene un olfato extremadamente sensible.

“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”. La polilla usa sus antenas para detectar sustancias químicas en su entorno y navegar hacia fuentes de alimento o posibles parejas.

“Las células en una antena de polilla amplifican las señales químicas”, dijo el coautor Thomas Daniel, profesor de biología de la Universidad de Washington que codirige la investigación doctoral. “Las polillas lo hacen de manera realmente eficiente: una molécula de olor puede desencadenar muchas respuestas celulares, y ese es el truco. Este proceso es súper eficiente, específico y rápido”.

Los investigadores colocaron polillas en un 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. Al agregar 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 emanando olores, un aroma floral y etanol, a los que ambos sensores responderían.

“Desde la perspectiva de la robótica, esto es genial”, dijo el coautor y co-asesor Sawyer Fuller, profesor asistente de ingeniería mecánica de la Universidad de Washington. “El enfoque clásico en robótica es agregar más sensores y tal vez construir un algoritmo elegante o usar el aprendizaje automático para estimar la dirección del viento. Resulta que todo lo que necesitas es agregar una aleta”.

El equipo creó un protocolo de “lanzamiento y aumento” para el dron que imita cómo las polillas buscan olores. Smellicopter comienza su búsqueda moviéndose hacia la izquierda una distancia específica. Si nada pasa un umbral de olor específico, Smellicopter se mueve hacia la derecha por la misma distancia. Una vez que detecta un olor, cambia su patrón de vuelo para dirigirse hacia él.

Cuatro sensores infrarrojos ayudan a Smellicopter a evitar obstáculos; si algo se acerca a unos 20 cm del dron, cambia de dirección pasando a la siguiente etapa de su protocolo. En lugar de GPS, Smellicopter usa una cámara para inspeccionar su entorno, lo que hace que el dron sea adecuado para explorar espacios interiores o subterráneos como minas o tuberías.

Hasta ahora, el Smellicopter ha logrado alcanzar con éxito la fuente de un olor en el 100% de los casos y no solo eso, sino que el dispositivo puede detectar sustancias químicas potencialmente peligrosas en el aire, especialmente en circunstancias en las que los humanos no son lo suficientemente sensibles o lo suficientemente rápidos para ubicarlos.

En general, esto hace que los drones cyborg sean ideales para los casos en los que se requiere que los dispositivos naveguen fácilmente por áreas que se consideran demasiado pequeñas, peligrosas o inseguras para los humanos, como edificios inestables, zonas donde pueden haber explosivos o estructuras dañadas por desastres naturales.

 

About the author

Ainara Gomez

Ainara Gomez

Investigadora, Consultora Junior en Goethals, Entusiasta de nuevas tecnologías que contribuyan al bienestar de las personas.

Máster en Relaciones Internacionales Iberoamericanas
Universidad Rey Juan Carlos I (Madrid, España)
Máster en Economía Internacional y Desarrollo
Universidad Complutense de Madrid (Madrid, España)
Programa de intercambio Erasmus en Université d’Auvergne (Clermont-Ferrand, Francia)
Licenciatura en Administración y Dirección de Empresas
Universidad Pública de Navarra (Pamplona, España)
Programa de intercambio Sicue-Séneca en Universidad Rey Juan Carlos I (Madrid, España)

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