Drone bioidro ibrido per il rilevamento degli odori basato sull'elettroantenografia che utilizza le antenne Silkmoth per la localizzazione della fonte di odore

Il drone ibrido bio con le antenne silkmoth può funzionare con un efficiente strumento di rilevamento delle molecole di odore e una piattaforma di volo adatta per lo sviluppo di algoritmi di localizzazione delle fonti di odore. Il vantaggio principale è che il drone bio ibrido ha una direttività del sensore verso le fonti di odore, a causa dell'equipaggiamento dell'involucro del sensore. Inizia isolando le antenne della falena di seta usando le forbici post-mortem senza anestesia.

Tagliare entrambi i lati delle antenne isolate della falena di seta e utilizzare il gel elettricamente conduttivo per fissarle agli elettrodi rivestiti di argento e cloruro d'argento della parte sensibile dell'elettroantenografia o del dispositivo EAG. Collegare il tubo di vetro contenente bombykol al sistema di stimolazione degli odori, assicurandosi che la pompa sia già accesa. Costruisci il tubo di vetro in modo tale che la sua punta sia a 10 millimetri di distanza dalle antenne della bocca di seta sul dispositivo EAG.

Impostare il tabellone di scarico da 60 millimetri di diametro 30 millimetri dietro il dispositivo EAG per stabilizzare il flusso d'aria e prevenire il ristagno dei feromoni. Accendere il dispositivo EAG, quindi eseguire il programma di acquisizione dati sul PC. Premere il pulsante di terra nel menu del registro per decidere lo stato sperimentale, quindi premere il pulsante di avvio del registro per l'acquisizione dei dati. Cinque secondi dopo aver premuto il pulsante di avvio del registro, avviare le stimolazioni degli odori.

Premere il pulsante di arresto del registro sull'interfaccia utente grafica, o GUI, per interrompere la registrazione. Isolare le antenne della falena di seta usando le forbici post-mortem e tagliare entrambi i lati delle antenne. Collegare le antenne isolate agli elettrodi rivestiti di argento e cloruro d'argento della parte sensibile del dispositivo EAG utilizzando gel elettricamente conduttivo.

Collegare il tubo di vetro contenente bombykol al sistema di stimolazione degli odori con la pompa già accesa. Impostare il tubo di vetro in modo che il tubo e la sua punta siano paralleli al bordo della scrivania e direttamente sopra di esso, rispettivamente. Impostare il circolatore in modo tale che il centro della ventola sia a 15 centimetri dal bordo della scrivania.

Impostare la velocità del vento del circolatore su una o minima potenza premendo il pulsante sulla console. Montare il dispositivo EAG sul drone. Collegare il PC al punto di accesso Wi-Fi.

Accendi il dispositivo EAG e il drone. Esegui il programma di controllo dei droni sul PC. Dopo che la spia sul drone lampeggia in giallo, premi il pulsante di comando SDK nel menu dei comandi sulla GUI del PC per eseguire il comando e quindi premi il pulsante di decollo sulla GUI per librare il drone da terra. Dopo aver premuto il pulsante di volo nel menu log, per decidere lo stato sperimentale, premere il pulsante di avvio del log per quell'acquisizione.

Premere il pulsante di arresto del registro sulla GUI per interrompere la registrazione. Inserire la parte di rilevamento del dispositivo EAG nell'involucro del sensore. Impostare la distanza tra la punta degli elettrodi e la punta dell'involucro come 10 millimetri.

Attaccato alle antenne isolate della falena di seta agli elettrodi come descritto in precedenza e montare il dispositivo EAG con la chiusura del sensore sul drone. Passa il mouse sul drone in modo che inizi un movimento di rotazione di circa 90 gradi a sinistra ea destra. Stimolare il dispositivo EAG sul drone utilizzando poli contagocce contenenti bombykol durante questi movimenti.

Esegui questo passaggio per un totale di quattro volte. È stato osservato che il dispositivo EAG proposto rispondeva in modo riproducibile alle stimolazioni degli odori. Il drone equipaggiato con il dispositivo EAG si librava all'altezza di 95 centimetri dal pavimento e ad una distanza di 90 centimetri dalla fonte di odore.

Sono stati registrati i segnali tipici del dispositivo EAG e del sensore di gas sul drone. Per il drone senza un involucro del sensore, l'intensità del segnale a 180 gradi, quando il drone si affacciava nella direzione opposta rispetto alla fonte di odore, era occasionalmente superiore a quella a zero gradi. Tuttavia, per il drone equipaggiato con l'involucro, l'intensità del segnale dell'EAG a zero gradi è diventata superiore a quella a 180 gradi.

I risultati hanno indicato che il drone ha rilevato bombykol nell'aria all'esterno di una galleria del vento e ha identificato la direzione del pennacchio dell'odore ruotando i movimenti. La localizzazione della fonte di odore è stata condotta sulla base di questo algoritmo di ricerca a spirale utilizzando il drone ibrido bio. La traiettoria del drone, gli angoli di imbardata e i segnali EAG durante la localizzazione della fonte di odore sono stati registrati per l'analisi.

I segnali EAG hanno mostrato che il tempo di rilevamento, compresi i tempi di risposta e recupero, del dispositivo EAG sul drone era di circa un secondo. Lo sviluppo con il drone bio ibrido ha spianato la strada alla costruzione di un'efficiente piattaforma di rilevamento delle molecole di odore nel campo della robotica bio ibrida.