能够在紧急情况下检测有毒气体的纳米无人机李宣榕

发布时间：2022-06-25 18:10:06

能够在紧急情况下检测有毒气体的纳米无人机

嗅觉纳米飞行器的使用场景包括检测由于地震或爆炸而倒塌的建筑物中的危险气体，并将受害者定位在难以到达的地方，该纳米无人机由该学院的研究人员圣地亚哥·马可和哈维尔·布尔盖斯设计和创建。

巴塞罗那大学物理系和加泰罗尼亚生物工程研究所。

无人机是由遥控器驾驶的飞机纳米无人机是重量不到250克的操作平台。

SNAV纳米无人机在《传感器》杂志的一篇文章中首次描述，重35克，旨在在其他远程车辆无法导航的情况下飞行并识别气体。

它具有纳米MOX气体传感器，可以响应诸如一氧化碳或甲烷和其他有机挥发性化合物的气体，检测阈值约为一个数量级每百万体积。

与其他较大的小工具不同，SNAV可以在室内空间工作，并且可以在难以接近化学物质排放源的较大区域工作。

SNAV：从检测有毒气体到营救受害者

Santiago Marco说：“由于地震和爆炸而在倒塌的建筑物中进行营救时，SNAV可以检测有毒气体，甚至无意识的受害者呼出的化合物，并在难以进入的地方寻找毒品或爆炸物。”是IBEC的首席研究员，也是UB的电子与生物医学工程系的成员，他领导了这项新研究。

在地震或爆炸后的这些情况下，救援队通常训练有素的狗来寻找受害者。在这些任务中使用自主机器人的可能性代表了一种新的选择。

Marco说：“陆地机器人过去一直将搜索重点放在基于化学信号的定位领域。如今，使用纳米无人机的选择拓宽了机器人在室内空间移动并克服诸如楼梯等障碍的能力和速度。” UB-IBEC生物工程传感器系统智能信号负责人。

克服湍流和航行问题的影响

关于纳米无人机的重量和用途的局限性以及转子湍流对传感器信号的负面影响是纳米无人机的设计和技术开发的重要转折点。为了克服湍流的负面影响，UB-IBEC团队采用了信号处理技术，该技术从SNAV中的传感器获取有用的信息。

另一个关键点是在行动场景中纳米无人机的自我定位。通常，在开放空间中长距离飞行的无人机的控制机制是基于GPS导航系统的。但是，对于在内部空间中飞行的设备而言，这不是可行的选择。

“新的纳诺无人机具有加速器和陀螺仪，可以帮助导航，但是没有预期的定位精度。因此，该功能基于位于已知位置的一系列六个射频收发器以及同一无人机上的收发器。该系统允许该研究的第一作者JavierBurgués说。

受动物行为启发的新算法

作为研究的一部分，UB-IBEC专家团队在SNAV平台上进行工作，校准传感器并检查其功能，并对数据处理，通信和机器人导航的算法进行编程。SNAV的所有机器人导航试验都是在瑞典厄勒布鲁大学与专家VíctorHernández和Achim J. Lilienthal的合作下进行的。

研究人员打算根据例如蚊子或飞蛾等昆虫的行为探索受生物启发的导航算法。Santiago Marco说：“我们要研究的另一条线是合并来自多个气体传感器的数据，以提高对某些目标化合物的选择性。在这种情况下，研究人员将在复杂的情况下进行化学干扰的实验。”