El drone que podría “oler” con una antena de polilla

Smellicopter es el nombre que científicos de la Universidad de Washington dieron a un proyecto que tiene como objetivo crear un sistema que monitorea las señales eléctricas enviadas desde la antena de una polilla. Así, trabajan en un drone que podría “oler” a través de una antena.

El propósito a largo plazo es crear un sistema de drones equipados con antenas de polilla para olfatear sustancias químicas en el aire, localizar sobrevivientes en catástrofes, fugas de gas, explosivos o más.

La mayoría de los sensores creados por personas no son lo suficientemente sensibles o rápidos como para poder encontrar y procesar olores específicos. En este caso, el drone que capta los olores es posible gracias al sacrificio de la polilla Halcón Manduca sexta, que tiene un olfato extremadamente sensible.

Cuando detecta un olor como el de una flor, por ejemplo, une estos olores a las proteínas dentro de las antenas, que, a su vez, activan determinadas neuronas dedicadas a sustancias químicas específicas. De esta forma, las antenas están produciendo señales eléctricas que los investigadores pueden aprovechar.

La estudiante de ingeniería mecánica Melanie Anderson de la Universidad de Washington anestesió una polilla halcón y la colocó en un congelador. Luego cortó ambos extremos de una sola antena y conectó cada uno a un cable diminuto conectado a un circuito eléctrico.

“Al igual que un monitor cardíaco, que mide el voltaje eléctrico que produce el corazón cuando late, medimos la señal eléctrica producida por la antena cuando huele mal. Y de manera muy similar, la antena producirá estos pulsos en forma de picos en respuesta a parches de olor”, explicó Anderson.

La antena de polilla separada sigue viviendo hasta cuatro horas, lo que le daría al drone ese tiempo para olfatear. Anderson y su equipo programaron con código abierto el Smellicopter para buscar olores como lo haría una polilla real.

Si el viento cambia, perderá el olor, pero entonces lanzarán viento cruzado para intentar retomar ese rastro. De esa manera, el Smellicopter se acerca cada vez más a la fuente del olor.

Los investigadores llaman a esto un algoritmo de “lanzamiento y aumento”. El drone se mueve hacia un aroma (en el laboratorio usaron una mezcla de compuestos florales) y vira hacia la izquierda o hacia la derecha si pierde el olor, luego avanza una vez que se fija otra vez.

Smellicopter también está equipado con sensores láser que le permiten detectar y evitar obstáculos mientras está buscando olores. Los investigadores han descubierto que el Smellicopter llega a la fuente de un olor el 100% de las veces. Eso se debe en gran parte a la extrema sensibilidad de la antena de una polilla.

De todas formas, una polilla aumenta aún más su eficiencia con la física. Es que, a medida que agita sus alas, hace circular aire sobre sus antenas, lo que ayuda a percibir más olor. También en este caso, los investigadores se inspiraron en la naturaleza y utilizaron las “alas” del drone para mover más aire sobre la antena de la polilla colocada.

Una de las limitaciones actuales de Smellicopter es que, si bien tienen un máximo de cuatro horas de uso, las antenas de polilla fuera del insecto viven solo dos horas, en promedio. Por otro lado, los investigadores están descubriendo que las antenas duran una semana, aproximadamente, cuando se refrigeran.

Eso no es mucho tiempo, pero “es más fácil de diseminar y transportar que las vacunas contra el coronavirus”, dice el biólogo y neurocientífico de la Universidad de Washington Thomas Daniel.

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