什么是传感器让机器人拥有了神奇的能力

导语:美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉,开发出新型机器人感测系统,以用于安全领域。他们利用ONR的75万美元资金赞助,研究蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息。团队发现气味激发脑部动态神经活动,让蝗虫能辨识特殊气味,即使在其他气味共同存在时。

美国圣刘易斯华盛顿大学工程师团队受到了蝗虫嗅觉的启发,研制出了新的仿生机器人感测系统,可用于安全应用,如爆裂物检测等。生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队利用了高度灵敏的嗅觉系统作为基础,并获得了美国海军研究室(ONR)的75万美元资助。

Raman指出,这种生物感测系统比其他同类工程系统更加复杂,因为它包含负责嗅觉功能的化学传感器。这一原始本能仍然存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中。"融合生物学解决方案可以用来解决非侵入式或化学传感的问题,而且其设计与运算原则被普遍复制,因此了解基本的嗅觉处理原理对于由生物启发的人工解决方案是必不可少的。”

多年来,Raman一直在研究蝗虫大脑如何以相对简单的手段接收和处理感觉信号。他发现,当一种气味激活大脑中的动态神经活动时,可以让蝗虫准确地辨认特定气味,即使是在其他气味共同存在的情况下。此外,他们还发现蝗虫可以被训练以辨认某种特定的气味,并且即使在复杂的情境下也能正确识别。

为什么不直接使用生物技术?Raman提问,“即便是最先进的小型化化学传感设备也有很多传感器。而昆虫天线上的化学传感器数量却达到了成千上万,每种类型都有。” 为了进一步理解这一过程,研究者计划监控自由活动中的昆虫大脑,以及它们探索环境并解码出现的一些香料时的大脑活动。这项工作需要低功耗电子元件进行数据收集、记录及发送。

该项目还包括一个遥控仿生机器人的组件,其中纳米材料专家Srikanth Singamaneni将开发一种可贴在翅膀上的电浆“纹身纸”,既可以产生微热引导飞行,也能够收集邻近挥发性有机化合物样本供分析。此外,该项目旨在克服训练犬类所需时间与困难以及缺乏有效译码程序的问题,以实现更广泛的应用。

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