Flyt over Rover:Der er et nyt snusende kraftcenter i nabolaget

Nogle dyr har en superkraft i deres lugtesans. De udforsker, fortolke og forstå deres verden med en sådan følsomhed, at folk har fået hunde til at hjælpe med at løse kriminalitet og opdage kræft i åndedrættet. Forskere ved Georgia Institute of Technology går nu ind på hemmelighederne bag dyrenes supersniffere for at udvikle en kunstig kemisk sensor, der kan bruges til en række forskellige opgaver, fra fødevaresikkerhed til national sikkerhed.

"Vi henvendte os til dyr for at forstå, hvad naturen allerede har fundet ud af, " sagde Thomas Spencer, en ph.d.-kandidat i David Hus laboratorium på Georgia Tech. "Vi anvender de underliggende principper, som vi lærte om disse mekanismer til at designe en bedre sensor."

Spencer vil præsentere gruppens seneste design til en elektronisk næse, der koncentrerer lugte til forbedret kemisk sensing på American Physical Society's Division of Fluid Dynamics 71st Annual Meeting, som finder sted 18.-20. november i Georgia World Congress Center i Atlanta, Georgien.

Deres arbejde begyndte uheldigt ved en konkurrence om at udvikle en sensor, der kunne identificere forskellige varianter af ost. At henvende sig til naturen for at lede deres arbejde, de rejste til Atlanta Zoo for at sammenligne den måde, forskellige dyr snuser på, fra mus til elefanter.

"Vi ønskede at måle dyrs snusefrekvens, når de forsøger at identificere en ny fødekilde eller noget, der interesserer dem, " sagde Spencer.

Efter at have gennemgået dataene, de fandt ud af, at snusehastigheden falder, når kropsstørrelsen øges; sagt på en anden måde, mus snuser hurtigere end elefanter. Ved at bruge deres resultater, de designede en tilpasset pumpe, der svinger frem og tilbage med samme frekvens, som dyr snuser. Designet af deres enhed flytter luftstrømmen rundt i den kemiske sensor på en mere kontrolleret måde.

"Disse resultater er vigtige, fordi de giver os indsigt i fysikken ved at snuse, " sagde Hu, en lektor i maskinteknik og biologi ved Georgia Tech. "Denne information vil påvirke, hvordan vi opskalerer sniffemaskiner."

Fordi lugt er usynlig, holdet brugte vindtunneleksperimenter og computersimuleringer til at analysere, hvordan lugtpartiklerne bevægede sig gennem luften. Ud over, de indsamlede sensorinformation i realtid for at se, hvordan de kemiske forbindelser varierer i luften i rum og tid.

Mens holdet oprindeligt designede den elektroniske næse for at skelne mellem forskellige oste, de grundlæggende principper bag deres enhed kan bruges i mange forskellige applikationer.

"Dette er stadig en ret ny undersøgelse, " sagde Spencer. "Vores håb er at få et udsnit af den evne og gentage den for os selv."

Adams Clark sluttede sig til Spencer og Hu på denne undersøgelse. De modtog støtte fra National Science Foundation.