電気解析ベースのバイオハイブリッド臭気検出ドローンは、臭気源の局在化のためのシルクモスアンテナを用いた

シルクモスアンテナを搭載したバイオハイブリッドドローンは、効率的な臭気分子検出ツールと、臭気源ローカリゼーションアルゴリズムを開発するのに適した飛行プラットフォームで動作します。主な利点は、バイオハイブリッドドローンは、センサーエンクロージャを装備しているため、臭気源に向かってセンサーのダイレクト性を持っているということです。麻酔なしで死後のはさみを使用してシルクガのアンテナを単離することから始めます。

分離したシルクガのアンテナの両側を切断し、電気解剖学またはEAG装置の感知部分の銀および銀塩化物被覆電極にそれらを取り付けるために導電性ゲルを使用する。ボンビーコルを含むガラス管を臭気刺激システムに接続し、ポンプの電源が入っていることを確認します。先端がEAG装置の絹口のアンテナから10ミリメートル離れているようなガラス管を造なさい。

EAG装置の後ろに直径60ミリメートルの排気ボードを30ミリメートルセットして、気流を安定させ、フェロモンの停滞を防ぎます。EAG デバイスの電源を入れ、PC でデータ収集プログラムを実行します。ログメニューのグランドボタンを押して実験状態を決定し、ログ開始ボタンを押してデータ取得を行います。ログスタートボタンを押してから5秒後に、臭気刺激を開始します。

グラフィカル・ユーザー・インターフェースまたは GUI のログ停止ボタンを押して、記録を停止します。死後のはさみを使用してシルクの蛾のアンテナを分離し、アンテナの両側を切断します。電気伝導性ゲルを使用してEAGデバイスの感知部分の銀と銀塩化物被覆電極に単離アンテナを取り付けます。

ボンビーコルを含むガラス管を、既にスイッチを入れたポンプで臭気刺激システムに接続します。ガラス管は、チューブと先端が机の端に平行で、そのすぐ上にそれぞれ平行になるようにセットします。扇風機の中心が机の端から15センチになるようにサーキュレータを設定します。

本体のボタンを押して、サーキュレーターの風速を 1 つまたは最小の電力に設定します。ドローンに EAG デバイスを取り付けます。PC を Wi-Fi アクセス ポイントに接続します。

EAG デバイスとドローンの電源を入れ替えます。PC上でドローン制御プログラムを実行します。ドローンのライトが黄色に点滅した後、PC の GUI のコマンドメニューにある SDK コマンドボタンを押してコマンドを実行し、GUI の離陸ボタンを押してドローンを地上に置きます。ログメニューのフライトボタンを押した後、実験状態を決定し、その取得のためのログ開始ボタンを押します。

GUI のログ停止ボタンを押して、記録を停止します。EAGデバイスのセンシング部分をセンサーエンクロージャに挿入します。電極の先端とエンクロージャの先端の間の距離を10ミリメートルに設定します。

前述のように、シルクガの単離されたアンテナを電極に取り付け、ドローンにセンサー閉鎖を伴うEAGデバイスを取り付けます。ドローンをホバーして、左右に約 90 度の旋回モーションを開始します。これらの動きの間にボンビーコルを含むポリドロッパーを使用してドローン上のEAGデバイスを刺激します。

このステップを合計4回実行します。提案されたEAG装置が臭気刺激に反応することを再現的に観察した。EAG装置を搭載したドローンは、床から95センチメートルの高さで、臭い源から90センチメートルの距離でホバリングしました。

ドローン上のEAGデバイスとガスセンサーの典型的な信号が記録されました。センサーエンクロージャのないドローンの場合、ドローンが臭気源と反対方向に向かったとき、180度の信号強度は、時にはゼロ度よりも高かった。しかし、エンクロージャを搭載したドローンでは、EAGの信号強度が180度よりも高くなりました。

結果は、ドローンが風洞の外の空気中のボンコリコルを検出し、動きをピボットすることによって臭いプルームの方向を識別したことを示しました。臭気源の局在化は、バイオハイブリッドドローンを用いたこのスパイラル検索アルゴリズムに基づいて行った。ドローンの軌跡、臭気源局在化中のヨー角度およびEAG信号を分析のために記録した。

EAG信号は、ドローン上のEAGデバイスの応答時間と回復時間を含む検出時間が約1秒であることを示した。バイオハイブリッドドローンの開発は、バイオハイブリッドロボティクスの分野で効率的な臭気分子検出プラットフォームを構築する道を開きました。