악취원 국산화용 실크모스 안테나를 이용한 일탄텐노그래피 기반 바이오 하이브리드 악취 감지 드론

실크모스 안테나를 장착한 바이오 하이브리드 드론은 효율적인 악취 분자 검출 도구와 악취 소스 국소화 알고리즘개발을 위한 적합한 비행 플랫폼과 함께 작동할 수 있습니다. 주요 장점은 바이오 하이브리드 드론이 센서 인클로저를 장착하기 때문에 악취 원에 대한 센서 지향성을 갖는다는 것입니다. 먼저 마취 없이 사후 가위를 사용하여 실크 나방 안테나를 분리합니다.

절연 실크 나방 안테나의 양면을 잘라 전기 전도성 젤을 사용하여 전자 탄테노그래피 또는 EAG 장치의 감지 부분의 은 및 은 염화물 코팅 전극에 부착합니다. 봄비콜이 들어 있는 유리 튜브를 악취 자극 시스템에 연결하여 펌프가 이미 켜져 있는지 확인합니다. EAG 장치의 실크 마우스 안테나에서 10밀리미터 떨어진 유리 튜브를 구축합니다.

EAG 장치 뒤에 60mm 직경의 배기 보드를 30밀리미터 설정하여 기류를 안정화하고 페로몬 침체를 방지합니다. EAG 장치를 켜고 PC에서 데이터 수집 프로그램을 실행합니다. 로그 메뉴의 지면 버튼을 눌러 실험 상태를 결정한 다음 데이터 수집을 위해 로그 시작 버튼을 누릅니다. 로그 시작 버튼을 누른 후 5초 후에 악취 자극이 시작됩니다.

그래픽 사용자 인터페이스 또는 GUI의 로그 중지 버튼을 눌러 녹화를 중지합니다. 사후 가위를 사용하여 실크 나방 안테나를 분리하고 안테나의 양쪽을 잘라냅니다. 전기 전도성 젤을 사용하여 EAG 장치의 감지 부분의 은 및 은 염화물 코팅 전극에 절연 된 안테나를 부착합니다.

봄비콜이 함유된 유리 튜브를 악취 자극 시스템에 연결하여 펌프가 이미 켜져 있습니다. 튜브와 팁이 책상 가장자리와 평행하고 그 위에 각각 평행하도록 유리 튜브를 설정합니다. 팬의 중심이 책상 가장자리에서 15cm 떨어져 있도록 순환기를 설정합니다.

콘솔의 버튼을 눌러 순환기의 풍속을 하나 또는 최소 전력으로 설정합니다. 무인 항공기에 EAG 장치를 마운트합니다. PC를 Wi-Fi 액세스 포인트에 연결합니다.

EAG 장치와 드론을 켭다. PC에서 드론 제어 프로그램을 실행합니다. 드론의 표시등이 노란색으로 깜박인 후 PCGUI의 명령 메뉴에서 SDK 명령 버튼을 눌러 명령을 실행한 다음 GUI의 이륙 버튼을 눌러 드론을 지상위로 떠돌게 합니다. 비행 버튼을 로그 메뉴를 누른 후 실험 상태를 결정하려면 해당 수집을 위한 로그 시작 버튼을 누릅니다.

GUI의 로그 정지 버튼을 눌러 녹화를 중지합니다. EAG 장치의 감지 부품을 센서 인클로저에 삽입합니다. 전극 끝과 인클로저 끝 사이의 거리를 10mm로 설정합니다.

앞서 설명한 바와 같이 실크 나방의 절연 안테나에 부착되어 드론상에 센서 가폐가 있는 EAG 장치를 탑재한다. 드론을 마우스로 가져가서 좌우로 약 90도 피벗 동작을 시작합니다. 이러한 움직임 동안 봄비콜을 포함하는 폴리 드롭퍼를 사용하여 무인 항공기의 EAG 장치를 자극한다.

이 단계를 총 4회 수행합니다. 제안된 EAG 장치는 악취 자극에 재보적으로 반응하는 것으로 관찰되었다. EAG 장치를 장착한 드론은 바닥에서 95cm 높이, 냄새 공급원으로부터 90cm 의 거리에 있습니다.

드론의 EAG 장치 및 가스 센서의 일반적인 신호가 기록되었습니다. 센서 인클로저가 없는 드론의 경우, 드론이 악취 소스에서 반대 방향을 마주했을 때 신호 강도가 180도인 경우 0도에서 때때로 그보다 높았습니다. 그러나 인클로저가 장착된 드론의 경우 0도에서 EAG의 신호 강도가 180도이상으로 높아졌습니다.

그 결과 드론은 풍동 바깥공기에서 봄비콜을 감지하고 피벗 움직임을 통해 악취 깃털의 방향을 파악했다. 악취소스 국산화는 바이오 하이브리드 드론을 이용한 나선형 검색 알고리즘을 기반으로 수행되었다. 악취원 국소화 시 드론, 요각 및 EAG 신호의 궤적을 분석을 위해 기록하였다.

EAG 신호는 드론의 EAG 장치의 응답 및 복구 시간을 포함한 검출 시간이 약 1초임을 보여주었다. 바이오 하이브리드 드론을 통해 개발되면서 바이오 하이브리드 로봇 분야에서 효율적인 악취 분자 검출 플랫폼을 구축할 수 있는 길을 열었습니다.