Устройство ученых Пермского Политеха улучшит «обоняние» роботов

❋ 4.4

Сегодня широкое применение получили газоаналитические датчики, с помощью которых можно определять химический состав смеси. В частности, их используют в системах контроля технологических процессов и защиты окружающей среды. Ученые аэрокосмического факультета Пермского Политеха создали математическую электромеханическую модель сорбционного оптоволоконного датчика, который позволит эффективно «чувствовать» — определять наличие и содержание запахов в окружающей среде на протяженных расстояниях. Разработка найдет применение в системах «обоняния» человекоподобных роботов.

ПНИПУ

# биосенсоры

# нюх

# Роботы

# чувствительность

Устройство ученых Пермского Политеха улучшит «обоняние» роботов / ©Getty images / Автор: Никита Тарасов

Результаты исследования разработчики опубликовали в «Журнале радиоэлектроники». Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края. «В качестве датчиков для газовых смесей чаще всего используют магнитные, термометрические, электрические, оптические и биосенсорные устройства.

Мы предложили создать оптоволоконный пьезоэлектролюминесцентный датчик со специальным внешним слоем для избирательного «поглощения» анализируемых веществ из газовой смеси. Это позволит мониторить протяженные пространства и измерять концентрации химических веществ на поверхностях длинномерных нефтегазовых объектов.

Например, разработку можно применять для индикации возможных утечек на магистральных трубопроводах при доставке газообразных и жидких сред от места их добычи до потребителя», — рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Андрей Паньков.

Оптоволоконный пьезоэлектролюминесцентный датчик / ©Пресс-служба ПНИПУ

По словам ученых, информативный световой сигнал возникает в датчике за счет механолюминесцентного эффекта — результата взаимодействия электролюминесцентного и пьезоэлектрического слоев датчика в режиме контролируемых микровибраций в заданном диапазоне частот. Он несет в себе важную информацию об изменении частоты колебаний при «поглощении» веществ.

Исследователи определили «спектр поглощения» — характеристику, которая отражает распределение вещества по длине датчика с помощью специального алгоритма. Его ученые измерили по интенсивности свечения оптоволокна. С помощью численного моделирования разработчики из Пермского Политеха выявили свойства датчика, рассчитали информативные изменения резонансных частот и форм колебаний с учетом «поглощения» веществ и увеличения плотности внешнего слоя устройства.

Разработку можно использовать в системах «очувствления» человекоподобных роботов, наделяя их «обонянием». Она также повысит точность измерения химического состава газовой смеси, в частности, при контроле технологических процессов. Технология позволит проводить дистанционный мониторинг окружающей среды и определять вредные вещества в воздухе на протяженных участках. Это поможет диагностировать даже незначительные утечки газов и жидкостей из поврежденных трубопроводов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.