Biohybrydowy dron wykrywający zapachy oparty na elektroantennografii wykorzystujący anteny Silkmoth do lokalizacji źródła zapachów

Biohybrydowy dron z czułkami jedwabnika może współpracować z wydajnym narzędziem do wykrywania cząsteczek zapachu i odpowiednią platformą lotu do opracowywania algorytmów lokalizacji źródła zapachu. Główną zaletą jest to, że bio hybrydowy dron ma kierunkowość czujnika w kierunku źródeł zapachów, ze względu na wyposażenie obudowy czujnika. Zacznij od odizolowania czułków jedwabnej za pomocą nożyczek pośmiertnych bez znieczulenia.

Przeciąć obie strony izolowanych czułków jedwabnej i użyć żelu przewodzącego prąd elektryczny, aby przymocować je do elektrod pokrytych srebrem i chlorkiem srebra części czujnikowej elektroantennografii lub urządzenia EAG. Podłączyć szklaną rurkę zawierającą bombykol do systemu stymulacji zapachu, upewniając się, że pompa jest już włączona. Zbuduj szklaną rurkę tak, aby jej końcówka znajdowała się w odległości 10 milimetrów od jedwabnych czułków ustnych w urządzeniu EAG.

Ustaw płytę wydechową o średnicy 60 milimetrów 30 milimetrów za urządzeniem EAG, aby ustabilizować przepływ powietrza i zapobiec stagnacji feromonów. Włącz urządzenie EAG, a następnie uruchom program do akwizycji danych na komputerze. Naciśnij przycisk uziemienia w menu dziennika, aby zdecydować o stanie eksperymentalnym, a następnie naciśnij przycisk uruchamiania dziennika, aby uzyskać dane. Pięć sekund po naciśnięciu przycisku start dziennika zainicjuj stymulację zapachową.

Naciśnij przycisk zatrzymania dziennika w graficznym interfejsie użytkownika lub graficznym interfejsie użytkownika, aby zatrzymać nagrywanie. Odizoluj czułki jedwabnej za pomocą nożyczek pośmiertnych i odetnij obie strony czułków. Przymocuj izolowane anteny do elektrod pokrytych srebrem i chlorkiem srebra części czujnikowej urządzenia EAG za pomocą żelu przewodzącego prąd elektryczny.

Podłączyć szklaną rurkę zawierającą bombykol do systemu stymulacji zapachu przy już włączonej pompie. Ustaw szklaną rurkę tak, aby rurka i jej końcówka były odpowiednio równoległe do krawędzi biurka i bezpośrednio nad nią. Ustaw cyrkulator tak, aby środek wentylatora znajdował się 15 centymetrów od krawędzi biurka.

Ustaw prędkość wiatru pompy cyrkulacyjnej na jedną lub minimalną moc, naciskając przycisk na konsoli. Zamontuj urządzenie EAG na dronie. Podłącz komputer do punktu dostępu Wi-Fi.

Włącz urządzenie EAG i drona. Uruchom program do sterowania dronem na komputerze. Po tym, jak lampka na dronie zacznie migać na żółto, naciśnij przycisk polecenia SDK w menu poleceń w graficznym interfejsie użytkownika komputera, aby wykonać polecenie, a następnie naciśnij przycisk startu na graficznym interfejsie użytkownika, aby zawisnąć drona nad ziemią. Po naciśnięciu przycisku lotu w menu dziennika, aby zdecydować o stanie eksperymentalnym, naciśnij przycisk uruchamiania dziennika dla tego akwizycji.

Naciśnij przycisk zatrzymania dziennika w graficznym interfejsie użytkownika, aby zatrzymać nagrywanie. Włóż część czujnikową urządzenia EAG do obudowy czujnika. Ustaw odległość między końcówką elektrod a końcówką obudowy na 10 milimetrów.

Podłącz do izolowanych anten jedwabnej do elektrod, jak opisano wcześniej, i zamontuj urządzenie EAG z zamknięciem czujnika na dronie. Najedź dronem tak, aby rozpoczął ruch obrotowy o około 90 stopni w lewo i w prawo. Podczas tych ruchów stymuluj urządzenie EAG na dronie za pomocą zakraplaczy foliowych zawierających bombykol

Wykonaj ten krok w sumie cztery razy. Zaobserwowano, że proponowane urządzenie EAG w sposób powtarzalny reagowało na stymulację zapachową. Dron wyposażony w urządzenie EAG unosił się na wysokości 95 centymetrów od podłogi i w odległości 90 centymetrów od źródła zapachu.

Zarejestrowano typowe sygnały urządzenia EAG i czujnika gazu na dronie. W przypadku drona bez obudowy czujnika intensywność sygnału pod kątem 180 stopni, gdy dron był skierowany w kierunku przeciwnym do źródła zapachu, była czasami wyższa niż przy zeru stopniach. Jednak w przypadku drona wyposażonego w obudowę natężenie sygnału EAG przy zeru stopni stało się wyższe niż przy 180 stopniach.

Wyniki wykazały, że dron wykrył bombykol w powietrzu poza tunelem aerodynamicznym i zidentyfikował kierunek smugi zapachu poprzez ruchy obrotowe. Lokalizacja źródła zapachu została przeprowadzona w oparciu o ten spiralny algorytm wyszukiwania przy użyciu biohybrydowego drona. Trajektoria drona, kąty odchylenia i sygnały EAG podczas lokalizacji źródła zapachu zostały zarejestrowane do analizy.

Sygnały EAG wykazały, że czas wykrywania, w tym czas reakcji i odzyskiwania, urządzenia EAG na dronie wynosił około jednej sekundy. Prace nad bio-hybrydowym dronem utorowały drogę do skonstruowania wydajnej platformy wykrywania cząsteczek zapachowych w dziedzinie biorobotyki hybrydowej.