每造两台无人机，就有一只飞蛾失去触角：科学家用真蛾触角做传感器检测气息！

假如蛾生有四季的话，我在碰到那个人之前都是春天。 我是一只Manducasexta，你也可以叫我的中文名烟草天蛾，固然我的一生很短，但是过的还算开心。 为了寻找食品，我进化出了敏捷的触角，可以感知到远处鲜花的味道，但恰是这独一让我引以为豪的上风，让我遇到了那个人。 他居然把我的触角剪下来当作传感器放在了无人机上！ ——选自《一只烟草天蛾的自传》 无人机可能不是什么新鲜事物了，传感器也不是。
无论是视觉传感器、声音传感器，都已经在很多自助机器上得到了运用，如今人工视觉和听觉传感器在许多方面甚至超过了包括人类在内的所有生物。 strong嗅觉传感器却很少会在自主机器上得以运用，其中一条很重要的原因就是其灵敏度不高。/strong 我们到现在都无法做出媲美警犬嗅觉的机器人，所以警犬依旧在安检中承担寻找爆炸物和毒品的重任。
但是假如把生物的嗅觉器官作为传感器加到自主机器——好比无人机上呢？strong/strong 西雅图华盛顿大学的研究职员就这么做了。 strong他们把烟草天蛾的一只触角剪下来，然后把电极插入触角的两端，就可以利用触角对气息的感知，制造一个能够追寻气息飞行的无人机！/strong
这是怎么做到的呢？文摘菌带大家一起看看。 每做两台无人机，就要牺牲一只小飞蛾 要制作这样一个传感器，你需要从strong天蛾身上"收成"一个真的触角/strong。 首先，研究职员需要找到一只健康的烟草天蛾，然后在掏出触角之前对它们进行麻醉。 一旦触角与活蛾分离，触角还能再生物和化学上保持长达strong4小时/strong的活性，而通过将触角存放在冰箱中，可以延长这个时间。
飞蛾的触角是中空的，接下来就可以把电极穿到触角的两端，就像这样：
电极的另一端连接着电压放大器和滤波器，通过模数转换器运行，你就得到了一个重量只有strong1.5克/strong，耗电量只有strong2.7mW/strong的化学传感器。 研究职员还将其与普通的人类制造的传感器进行了比较，将两者放在风洞的一端，并开释两种传感器都会反应的气息：strong花香和乙醇/strong。结果显示，飞蛾触角传感器的反应速度更快，感知气息恢复的时间更短。

飞蛾触角中的嗅觉神经元碰到认识的气息时，就会产生电信号，从而电极就会接收到这种气息。它比传统的金属氧化物气息传感器敏感得多，体积更小，效率更高，是无人机的理想选择。 strong一个传感器只需要一根这样的触角，所以每只飞蛾都可以用来制作两个这样的气息传感器。/strong 模仿飞蛾搜索气息，自主搜寻目标
这项研究是由华盛顿大学领导的一个团队开发的，成员有西雅图华盛顿大学机械工程教授的博士生MelanieAnderson，生物学教授ThomasDaniel，机械工程助理教授Sawyer。 这个嗅觉无人机项目名为strongCrazyflie2.0/strong，他们制作的这款利用飞蛾触角当传感器的无人机名为strongSmellicopter/strong。
研究职员首先将strong"飞蛾传感器"/strong添加到一个普通的开源手持四翼无人机上，然后通过建立一个strong"投掷和激增"/strong协议来模仿飞蛾搜索气息的方式，从而使得Smellicopter可以自主追寻气息进行导航。
具体来说，Smellicopter会先通过向左移动特定间隔开始搜索，假如没有感知到任何气息通过特定的阈值，Smellicopter就会向右移动相同的间隔。一旦检测到气息，它就会根据设定的程序改变飞行模式，自主向气息目标飞去。
因为气息是通过空气传播的，所以除非是在源头的下风处，否则嗅觉传感器就无法探测到它们，因此研究职员还在无人机的背面添加了两个塑料翅片，以对空气产生阻力，strong匡助传感器保持朝向上风向/strong。
未来可以应用到对爆炸物的搜索，高中生也能参加 和其他无人机类似，Smellicopter糊了装备有嗅觉传感器，还装有strong四个红外传感器/strong，用以避开障碍物。 strong红外传感器和嗅觉传感器并不冲突。/strong红外传感器每秒丈量10次四周的情况，当有东西靠近无人机约20厘米范围内时，它就会改变方向，嗅觉传感器则开始一个新的"投掷和激增"协议轮回。
MelanieAnderson表示，不需要GPS是Smellicopter的另一上风，使用四个红外传感器来勘察周围环境，类似于昆虫使用眼睛的方式，这使得Smellicopter非常strong适合探索矿井或管道等室内或地下空间/strong。 MelanieAnderson还表示他们使用的飞蛾传感器的机能至少strong比其他人工传感器要好3个数量级/strong。
现在，研究职员已经开始修改蛾类的气息检测路径，使触角对其他感兴趣的化学物质敏感，如爆炸物的化学气息，这是这款无人机未来潜伏的应用场景之一。 ThomasDaniel还表示，这个项目相对简朴，这意味着即使是高中生也有可能介入其中，可能是在地面机器人而不是无人机上。
该项目论文标题为《Abio-hybridodor-guidedautonomouspalm-sizedairvehicle》，发表在《IOPBioinspiration&ampBiomimetics》杂志上。