Drone Penghindar Rintangan Menggunakan Antena Ngengat Langsung

Salah satu keuntungan drone adalah mereka dapat pergi ke tempat-tempat di mana orang tidak dapat memasukkan area yang mungkin terlalu berbahaya seperti struktur yang tidak stabil setelah bencana alam atau wilayah dengan perangkat yang tidak meledak.

Para peneliti tertarik untuk mengembangkan perangkat yang dapat menavigasi situasi ini dengan mengendus bahan kimia di udara untuk menemukan korban bencana, kebocoran gas, bahan peledak, dan banyak lagi. Namun sebagian besar sensor tidak sensitif atau cukup cepat untuk menemukan dan memproses bau tertentu saat terbang melalui gumpalan bau tidak merata yang dihasilkan oleh sumber-sumber ini.

Sebuah tim telah mengembangkan Smellicopter, sebuah drone otonom yang menggunakan antena langsung dari ngengat untuk menavigasi ke arah bau. Ia juga dapat merasakan dan menghindari rintangan saat bergerak di udara. Dengan menggunakan antena ngengat yang sebenarnya, para peneliti bisa mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia:sensitivitas organisme biologis pada platform robot tempat gerakan dapat dikontrol.

Baca Q&A dengan Penemu

“Alam benar-benar mengeluarkan sensor bau buatan manusia dari air,” kata mahasiswa doktoral UW Melanie Anderson.

Ngengat menggunakan antenanya untuk merasakan bahan kimia di lingkungannya dan menavigasi menuju sumber makanan atau calon pasangan. Tim menggunakan antena dari manduca sexta hawkmoth untuk Smellicopter. Peneliti menempatkan ngengat di lemari es untuk membius mereka sebelum melepas antena. Setelah dipisahkan dari ngengat hidup, antena tetap aktif secara biologis dan kimiawi hingga empat jam. Rentang waktu itu bisa diperpanjang dengan menyimpan antena di lemari es.

Dengan menambahkan kabel kecil ke kedua ujung antena, para peneliti dapat menghubungkannya ke sirkuit listrik dan mengukur sinyal rata-rata dari semua sel di antena. Tim kemudian membandingkannya dengan sensor buatan manusia dengan menempatkan keduanya di salah satu ujung terowongan angin dan mengeluarkan bau yang akan ditanggapi oleh kedua sensor:aroma bunga dan etanol, sejenis alkohol. Antena bereaksi lebih cepat dan membutuhkan waktu lebih sedikit untuk pulih di antara hembusan.

Untuk membuat Smellicopter, tim menambahkan sensor antena ke platform drone quad-copter open-source, genggam, tersedia secara komersial yang memungkinkan pengguna untuk menambahkan fitur khusus. Para peneliti juga menambahkan dua sirip plastik di bagian belakang pesawat tak berawak untuk menciptakan hambatan untuk membantunya terus-menerus berorientasi melawan angin.

Smellicopter tidak membutuhkan bantuan dari para peneliti untuk mencari bau. Tim tersebut menciptakan protokol “cast and surge” untuk drone yang meniru cara ngengat mencari bau. Smellicopter memulai pencariannya dengan bergerak ke kiri untuk jarak tertentu. Jika tidak ada yang melewati ambang batas bau tertentu, Smellicopter kemudian bergerak ke kanan untuk jarak yang sama. Setelah mendeteksi bau, ia mengubah pola terbangnya untuk melonjak ke arahnya.

Keuntungan lain dari Smellicopter adalah tidak membutuhkan GPS. Sebaliknya, ia menggunakan kamera untuk mengamati sekelilingnya, mirip dengan bagaimana serangga menggunakan mata mereka. Hal ini membuat Smellicopter sangat cocok untuk menjelajahi ruang dalam atau bawah tanah seperti tambang atau pipa.

Selama pengujian di lab, Smellicopter secara alami disetel untuk terbang menuju aroma yang menarik bagi ngengat seperti aroma bunga. Tetapi para peneliti berharap bahwa penelitian di masa depan dapat membuat antena ngengat merasakan bau lain seperti menghirup karbon dioksida dari seseorang yang terperangkap di bawah puing-puing atau tanda kimia dari perangkat yang tidak meledak.