机器人如何通过嗅觉传感器的原理与作用实现不可思议的功能

导语:美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉,开发出新一代仿生机器人感测系统,该系统能够在复杂环境中准确识别特定气味,从而应用于安全领域。通过ONR的资助,生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队深入研究了蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息,他们发现气味激活了蝗虫大脑中的动态神经活动,使其能够在混乱的气味背景下辨认特定的气味。

美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们从蝗虫的独特嗅觉能力中汲取灵感,创造出了一个基于生物学原理的机器人检测系统。这项工作得到了75万美元的资金支持,由美国海军研究室提供。该项目旨在利用高度敏感的嗅觉技术来开发一种名为“生物混合鼻”的设备。

Raman教授指出,这种融合生物学解决方案具有多重优势,可以用于非侵入式或化学检测,并且这些设计与运作原则可以被广泛复制。他解释说:“理解基本嗅觉处理原理对于发展由生物启发的人工智能解决方案至关重要。”

为了实现这一目标,研究团队还计划监控昆虫自由探索其环境时的大脑活动。这需要低功率电子元件来收集、记录和传输数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作,以开发必要的小型电子产品。此外,还有计划使用遥控方法,将蝗虫作为样本收集者的仿生机器人系统。

此外,材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种用可溶性纳米纹身纸覆盖翅膀的手段,这不仅能产生微热以引导蝗虫朝向特定方向,还能帮助收集周围挥发性有机化合物样本,以便进行进一步分析。

虽然狗鼻子仍然是许多工程应用中的先进检测工具,但训练和控制它们所需时间以及缺乏有效译码程序来解读来自动物系统传递信息的问题,对于更广泛应用带来了挑战。因此,这项基于蝇类化学传感技术研发旨在克服这些难题并推动爆炸物探测等安全领域应用。