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Am National Institute of Standards and Technology (NIST) haben Ingenieure die Biomimikry von Hunden effektiv eingesetzt, um die Partikelerkennungstechnologie zu verbessern.
Dass der Geruchssinn von Hunden unserem überlegen ist, wissen die Menschen schon lange, aber welche Mechanismen dies ermöglichen, ist uns entgangen. Jetzt haben Ingenieure herausgefunden, wie Hunde alles von Bomben bis hin zu Krankheiten erschnüffeln können.
Der erste Schritt ist zu verstehen, wie Hundenasen funktionieren
In einem in Scientific Reports veröffentlichten Artikel diskutieren Forscher, wie Hunde „[do not] leiden unter den vielen Einschränkungen, die die aktuelle Dampfdetektionstechnologie plagen.“ Derzeit sagen Forscher, dass es zwei Haupttypen von Sensortechnologien gibt: den passiven Ansatz und den saugbasierten Ansatz. Obwohl beide relativ gut funktionieren, verblassen sie im Vergleich zur Hundenase. Insbesondere das auf Saugen basierende Verfahren „[suffers] von einer begrenzten aerodynamischen ‚Reichweite‘.“
Im Gegensatz dazu ermöglicht die Anatomie von Hundenasen ihnen, Dämpfe viel effektiver zu erkennen. Wie zu erwarten, ziehen Hunde beim Schnüffeln Luft direkt in ihre Nasenlöcher. Allerdings wird diese Luft dann beim Ausatmen zu den Seiten umgeleitet. Faszinierenderweise verhindert dieser Luftkreislauf „das Abblasen der Geruchsstoffprobe[s]“ vor der Nase, während „die aerodynamische Reichweite effektiv verlängert wird“.
Anwendung von Biomimikry auf moderne Sensoren
Unter Verwendung von Daten aus früheren Studien wendeten Ingenieure diese Mechanismen auf aktuelle Dampfsensoren an. Faszinierenderweise druckten die Forscher sogar eine Hundenase in 3D, um zu testen, was sie beobachteten. Mithilfe von Strömungsvisualisierungen konnten sie sehen, was in der Luft passiert, wenn Hunde ein- und ausschnüffeln.
Laut BoingBoing konnten die Forscher „… eine 16-fache Steigerung der Erkennungsfähigkeiten gegenüber dem kontinuierlich zeichnenden chemischen Sensordesign realisieren.“ Insbesondere verwendeten die Forscher kommerziell erhältliche Sensoren. Laut der Studie „können diese vom Hund gelernten Lektionen der nächsten Generation von Dampfprobenehmern zugute kommen … und könnten zukünftige bioinspirierte Designs für eine optimierte Probenahme von Geruchsfahnen informieren.“
