通过模仿狗的嗅觉，政府和大学的研究人员证明，“主动嗅探”可以将依靠连续抽吸来检测痕量炸药和其他违禁品的当前技术的性能提高十倍以上。

　　美国国家标准技术研究院(NIST)的机械工程师兼流体动力学专家Matthew Staymates解释说：“狗是一种主动的空气动力学采样系统，可以伸手抓住气味。” “它利用流体动力学和夹带来增加其空气动力学范围，以越来越大的距离采样蒸气。应用这种以生物为灵感的设计原理可以大大改善蒸汽采样器，以检测爆炸物，麻醉剂，病原体，甚至癌症。”

　　在自然界的领导下，来自美国国家标准与技术研究院(NIST)，麻省理工学院林肯实验室和美国食品与药物管理局(US Food and Drug Administration)的Staymates及其同事将狗鼻式适配器安装到了市售爆炸物探测器的前端。添加在3-D打印机上制成的人造狗鼻，以实现主动嗅探，最多可将气味检测提高18倍，具体取决于与源的距离。

　　现在，在机场和海港等进出地点以及其他敏感位置使用的痕量检测设备通常采用被动采样。例如，需要擦拭手或其他表面然后通过化学检测器(通常是离子迁移谱仪)运行样品的设备。棒状蒸气检测器具有更大的采样迁移率，但是除非检测器在其上方进行扫描，否则不会注意到炸弹制造成分的化学特征。

　　为了发现有关如何提高痕量检测能力的线索，研究人员转向了自然界中最好的化学检测器之一：狗。通过对先前研究的回顾，研究小组总结了嗅探过程中发生的情况。狗每秒呼气五次，伸出手，拉动，然后吸气，以散发出充满香气的鼻子，以被约3亿个受体细胞解码。

　　Staymates使用3D打印机复制了拉布拉多雌性鼻子的外部特征，包括鼻孔的形状，方向和间距。使空气以与狗吸气和呼气相同的速度通过人造鼻子，使它们模仿狗的空气采样(或嗅探)。

　　借助schlieren成像技术(航空工程中广泛使用的一种技术来查看物体周围的空气流动)和高速视频，该团队首先确认了它们的模仿鼻子确实可以像真实物体一样嗅闻，这是先前研究中发现的特性。活狗。

　　每次嗅闻时，喷气机都从两个鼻孔流出，向下和向外移动。尽管看起来似乎违反直觉，但空气喷射器将充满蒸气的空气带入或吸入了鼻孔。吸入期间，夹带的空气被吸入每个鼻孔。

　　该小组的第一组实验将“主动嗅探”人造狗鼻的空气采样性能与依靠连续吸气的痕量检测设备的空气采样性能进行了比较。与使用实时监测质谱仪的吸入系统进行的头对头比较发现，嗅探的人造狗鼻的采样效率比蒸汽源高10厘米(3.9英寸)，高出四倍，而与蒸汽源的距离高出18倍。隔离距离为20厘米(7.9英寸)。

　　根据这些结果，研究小组选择为市售的蒸汽探测器配备3D打印的生物启发式进气口，使其能够像狗一样嗅闻，而不是仅在10秒钟的间隔内吸气，这是设备正常的操作模式。该开关可在4厘米(1.6英寸)的隔离距离下将气味检测性能提高16倍。

　　Staymates说：“他们令人难以置信的空气采样效率是狗成为如此出色的化学采样器的原因之一。” “这只是难题的一部分。随着我们努力提高痕迹检测技术的灵敏度，准确性和速度，还有很多东西需要学习和模仿。”

　　研究报告发表在“ 科学报告 ”杂志上。