Vätskedynamikforskare i USA har upptäckt att tillsats av en 3D-tryckad hundsnos på änden av munstycket hos en sprängämnesdetektor förbättrar prestanda avsevärt.

Matthew Staymates, som ledde forskningen vid US National Institute of Standards and Technology, inspirerades av den "aktiva sniffing" -tekniken som hundar utför när de vill lukta något. Enligt höghastighetsbilderna, andas ut hundar först och inhalera sedan skarpt för att fylla näsan med aromer, redo för avkodning med cirka 300 miljoner receptorkällor.

Så, med hjälp av en 3D-skrivare, utformade Staymates ett munstycke för en sprängämnesdetektor som efterliknade de yttre egenskaperna hos näsan hos en kvinnlig labrador retriever - inklusive form, riktning och avstånd mellan näsborrarna.

En labradors otroligt utvecklade näsa

Större stora avstånd

Vid provning var luftprovtagningen hos den "aktiva sniffande" hundnosen mellan fyra och 18 gånger bättre än en traditionell detektor som bygger på kontinuerlig sugning, beroende på avståndet till ångkällan.

“Hunden är ett aktivt aerodynamiskt provtagningssystem som bokstavligen når ut och griper luktmedel,” Staymates. “Det använder vätskedynamik och entrainment för att öka sin aerodynamiska räckvidd till provångor på allt större avstånd. Att tillämpa denna bioinspeglade designprincip kan leda till avsevärt förbättrade ångprovtagare för detektering av sprängämnen, narkotika, patogener, även cancer.”

De utrustade sedan en kommersiellt tillgänglig detektor med en bioinspeglad 3D-tryckt inflöde som gjorde det möjligt att sniffa som en hund, snarare än att inandas en gång var tionde sekund som det normalt skulle göra. Den omkopplaren resulterade i en 16-faldig förbättring av luktdetektering på ett avstånd av fyra centimeter.

Amazing Chemical Sampler

“Deras otroliga provtagningseffektivitet är en orsak till att hunden är en fantastisk kemisk provtagare,” Staymates sa. “Det är bara en bit av pusset. Det finns mycket mer att lära och att efterlikna när vi arbetar för att förbättra känsligheten, noggrannheten och hastigheten hos spårningsdetekteringstekniken.”

De fullständiga detaljerna i arbetet var i tidskriften Scientific Reports.

  • Denna drone var 3D tryckt med elektroniken redan inuti