Детектор взрывчатых веществ снабдили собачьим носом
Американские инженеры усовершенствовали систему детекции взрывчатых веществ, снабдив ее искусственным собачьи носом, способным к «активному нюханию». Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Традиционные системы обнаружения взрывчатки, наркотиков и других запрещенных веществ основаны либо на пассивном попадании молекул летучих веществ из воздуха на сенсорный чип, либо на непрерывном засасывании воздуха в устройство. Недостаток пассивного подхода заключается в том, что для обнаружения чего-либо детектор нужно поднести непосредственно к образцу. Детекторы, основанные на засасывании воздуха, более чувствительны, однако и они способны обнаруживать взрывчатые вещества только в пределах определенного радиуса, на который распространяется засасывающая сила устройства.
Собачий нос, в отличие от искусственных систем обнаружения веществ, способен активно нюхать (то есть вдыхать и выдыхать воздух) для захвата содержащихся в воздухе молекул. Каждый выдох собачьего носа при этом помогает последующему вдоху: потоки теплого выдыхаемого воздуха «сдувают» молекулы с поверхностного слоя вещества, позволяя вдохнуть их при следующем вдохе. Потоки выдыхаемого воздуха при этом направлены вниз и вбок, что позволяет не только не сдуть летучие вещества, находящиеся непосредственно перед носом, но и затянуть их ближе к ноздрям для последующего вдоха. В результате серий из таких вдохов и выдохов, происходящих с частотой около 5 раз в секунду, собачий нос активно захватывает молекулы летучих веществ на довольно большом расстоянии.
Авторы решили использовать механику собачьего носа для усовершенствования существующего детектора VaporTracer. С помощью 3D-принтера инженеры напечатали модель собачьего носа, основанную на характеристиках носа самки лабрадора, включая форму, направление носовых каналов и расстояние между ноздрями. Присоединив этот нос к детектору, авторы воспроизвели в нем движение воздуха с той же частотой вдохов и выдохов, которая наблюдается в настоящем собачьем носу. Движение воздуха в этой системе авторы анализировали с помощью шлирен-метода, позволяющего визуализировать воздушные потоки за счет выявления оптических неоднородностей в прозрачных преломляющих средах, и высокоскоростной съемки.
Оказалось, что искусственный собачий нос способен нюхать не хуже настоящего: во время каждого выдоха воздух не только выдыхался вбок, но и позволял затягивать порцию воздуха для следующего вдоха. Авторы также сравнили работу детектора VaporTracer с прикрепленным к нему искусственным носом с обычным режимом работы детектора, во время которого он засасывает воздух каждые 10 секунд. В качестве тестового вещества использовался диметилформамид — органическое соединение с крайне слабым запахом. Оказалось, что детектор с носом способен распознавать диметилформамид на расстоянии 4 сантиметра в 16 раз эффективнее, чем детектор, работающий в обычном режиме.
Собаки обладают очень острым обонянием и способны распознавать даже следовые количества летучих веществ. Благодаря этому их используют для поиска взрывчатки и наркотиков. Кроме того, показано, что собаки способны улавливать молекулярные маркеры диабета I типа и рака легких — хотя в последней их способности ученые недавно усомнились.
Софья Долотовская
EHang скоро станет первой компанией, которая получит сертификат типа на аэротакси
Китайская компания EHang объявила, что аэротакси EH216-S прошло все необходимые испытания и готовится к получению сертификата типа от Администрации гражданской авиации Китая в ближайшее время. Когда это произойдет, компания EHang станет первой в мире, получившей сертификат типа на электрическое аэротакси, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Под аэротакси сегодня понимают полностью электрические или гибридные летательные аппараты с вертикальным взлетом и посадкой, способные перевозить несколько пассажиров на небольшие дистанции. Ожидается, что уже в недалеком будущем сервисы аэротакси станут важной частью городских транспортных сетей, что позволит снизить нагрузку на существующий общественный транспорт и уменьшит пробки на дорогах. Многие из разрабатываемых сегодня прототипов аэротакси находятся на завершающих стадиях летных испытаний, а создающие их компании соревнуются за первенство прохождения сертификации, которая откроет им дорогу к полноценному серийному производству и выходу на рынок. Китайская компания EHang объявила о завершении летных испытаний своего двухместного беспилотного аэротакси EH216-S в рамках программы сертификации, которая длилась 30 месяцев с января 2021 года. Компания ожидает получения сертификата типа, подтверждающего соответствие конструкции летательного аппарата стандартам безопасности, от Администрации гражданской авиации Китая в самое ближайшее время. Кроме того, китайским регулятором была одобрена к использованию облачная система, разработанная компанией для управления парком беспилотных воздушных такси. Разработка модели аэротакси EH216-S ведется с 2018 года. Это двухместный полностью электрический летательный аппарат, выполненный по схеме мультикоптера с 16 винтами, установленными парами на восьми лучах рамы. Аппарат способен перевозить до 220 килограммов груза на расстояние до 30 километров с максимальной скоростью 130 километров в час. Модель полностью автоматическая и в кабине, рассчитанной на двух пассажиров, отсутствуют органы управления (за исключением сенсорного экрана, через который происходит взаимодействие пассажиров с аппаратом, например, выбор маршрута). Тем не менее в целях безопасности аэротакси может управляться дистанционно оператором компании. За прошедшие несколько лет предсерийные прототипы EH216 уже налетали около 10000 часов, выполняя небольшие экскурсионные полеты в туристических местах. Также 17 августа в докладе о финансовых отчетах за второй квартал EHang подтвердила, что начала предварительные поставки аэротакси в Китае. Например, как минимум 16 двухместных аэротакси уже были поставлены заказчикам в первой половине 2023 года. Китайский регулятор разрешил использовать эти транспортные средства в некоторых определенных местах для тестирования, обучения и демонстрационных полетов. https://www.youtube.com/watch?v=xHPTtXIVxj4 За пределами Китая одним из наиболее близких к получению сертификата типа стал прототип аэротакси от компании Joby Aviation. Недавно Федеральное управление гражданской авиации США разрешило начать летные испытания серийного прототипа этого аэротакси. Если все пройдет успешно, то компания планирует пройти сертификацию и начать поставки заказчикам в 2025 году.