Les robots ne sont pas à la hauteur des capteurs avec lesquels les insectes sont nés, mais cela n’a pas d’importance si nous pouvons simplement les voler

La recherche sur la détection robotique a été compréhensible, très centrée sur l’humain. La plupart d’entre nous naviguent et découvrent le monde visuellement et en 3D, de sorte que les robots ont tendance à être couverts de choses comme des caméras et des lidars. Le toucher est important pour nous, tout comme le son, de sorte que les robots deviennent également assez bons pour comprendre les informations tactiles et auditives. Mais l’odeur? Dans la plupart des cas, l’odeur ne transmet pas autant d’informations pour nous, donc même si elle n’a pas été exactement ignorée en robotique, ce n’est certainement pas la modalité de détection de choix dans la plupart des cas.

Une partie du problème avec la détection des odeurs est que nous n’avons tout simplement pas une bonne façon de le faire, d’un point de vue technique. Cela a été un défi pendant longtemps, et c’est pourquoi nous soudoyons ou trompons des animaux comme les chiens, les rats, les vautours et autres animaux pour qu’ils soient nos systèmes de détection des produits chimiques en suspension dans l’air. Si seulement ils faisaient exactement ce que nous voulions qu’ils fassent tout le temps, ce serait bien, mais ils ne le font pas, donc ce n’est pas le cas.

Jusqu’à ce que nous nous améliorions dans la fabrication de capteurs chimiques, tirer parti de la biologie est le mieux que nous puissions faire, et l’idéal serait une sorte de chose cyborg hybride robot-animal. Nous avons vu quelques tentatives de distance sous contrôle des insectes , mais il se trouve, vous pouvez simplifier les choses si vous n’utilisez pas l’insecte entier, mais juste trouver un moyen d’utiliser son système de détection. Entrez dans le Smellicopter.

Honnêtement, il n’y a pas grand-chose à dire sur le drone lui-même. Il s’agit d’un projet de drone open source dénommé Crazyflie 2.0 , avec des capteurs supplémentaires prêts à l’emploi pour éviter et stabiliser les obstacles. Les éléments intéressants sont quelques ailerons passifs qui maintiennent le drone pointé dans le vent, puis le capteur, appelé électro antennogramme.

Le capteur du drone, appelé électroantennogramme, se compose d’une «antenne excisée unique» d’un insecte (le Sphinx du tabac : Manduca sexta) et d’un circuit de traitement de signal personnalisé.

Pour fabriquer un de ces capteurs, il vous suffit de «récupérer » une antenne sur d’un papillon Sphinx vivant. Obligatoire, l’antenne du papillon est creuse, ce qui signifie que vous pouvez y coller des électrodes. Chaque fois que les neurones olfactifs de l’antenne (qui est encore techniquement en vie même si elle n’est plus attachée au papillon de nuit) rencontrent une odeur qu’ils recherchent, ils produisent un signal électrique que les électrodes captent.

Branchez les autres extrémités des électrodes dans un amplificateur de tension et un filtre, faites-le passer par un convertisseur analogique-numérique et vous obtenez un capteur chimique qui ne pèse que 1,5 gramme et ne consomme que 2,7 mW d’énergie. Il est nettement plus sensible qu’un capteur d’odeur d’oxyde métallique conventionnel, dans un format beaucoup plus petit et plus efficace, ce qui le rend idéal pour les drones.

Pour localiser une odeur, le Smellicopter utilise une approche bioinspirée simple appelée lancer par vent de travers, qui consiste à se déplacer latéralement à gauche et à droite, puis vers l’avant lorsqu’une odeur est détectée.

Voici comment cela fonctionne:

Le véhicule décolle à une hauteur de 40 cm, puis plane pendant dix secondes pour lui laisser le temps de s’orienter au près. L’hélicoptère d’odeur commence à lancer un vent traversier gauche et droit. Lorsqu’un produit chimique volatil est détecté, l’odeur de l’hélicoptère bondira de 25 cm au vent, puis reprendra la coulée. Tant que la direction du vent est assez cohérente, cette stratégie rapprochera de plus en plus l’insecte ou le robot d’une source singulière à chaque surtension.

Comme les odeurs sont en suspension dans l’air, elles ont besoin d’un peu de brise pour se propager très loin, et le Smellicopter ne pourra pas les détecter à moins d’être sous le vent de la source. Mais c’est ainsi que fonctionnent les odeurs – même si vous êtes juste à côté de la source, si le vent souffle de vous vers la source plutôt que l’inverse, vous pourriez ne pas en sentir l’odeur.

Chaque fois que les neurones olfactifs de l’antenne rencontrent une odeur qu’ils recherchent, ils produisent un signal électrique que les électrodes captent

Il y a également quelques autres contraintes à garder à l’esprit avec ce capteur. Premièrement, plutôt que de détecter quelque chose d’utile (comme des explosifs), il va détecter les odeurs de jolies fleurs, car les mites aiment les jolies fleurs. Deuxièmement, l’antenne va littéralement mourir sur vous en quelques heures, car elle ne fonctionne que pendant que ses tissus sont vivants et métaphoriquement. Fait intéressant, il peut être possible d’utiliser la modification génétique basée sur CRISPR pour élever des papillons de nuit avec des antennes qui réagissent aux odeurs utiles, ce qui serait une astuce intéressante

https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/drones/smellicopter-drone-live-moth-antenna