机器人如何通过嗅觉传感器技术应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,这项技术有望在安全领域展现巨大应用潜力。圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队通过研究蝗虫如何利用其简单而高效的嗅觉系统来识别气味,得出了灵感,并获得了美国海军研究室的大规模资金支持。

美国科学家从蝗虫中汲取灵感,创造出全新的仿生机器人感知系统,该系统能够检测各种危险物质。该项目由圣刘易斯华盛顿大学工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman带领,他和他的团队获得了75万美元的资助,以开发一个结合了生物学原理和先进科技的鼻子。这项“生物混合鼻”具有比传统化学探测设备更高的灵敏度和准确性。

Raman指出,“虽然这种基本本能仍然存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中,但理解这些基础处理原则对于发展基于生物学解决方案至关重要。”多年来,Raman及其团队一直在研究蝗虫脑部如何以极为简单方式接收并处理感觉信息,他们发现当特定气味激活时,在脑中的动态神经活动使蝗虫能够正确识别特殊气味,即使是在其他气味共同存在的情况下。

此外,研究人员还发现蝗虫可以被训练辨认某种特定的气味,即使在复杂环境中也能准确辨识。他们计划监控昆虫自由活动时的大脑神经活动,并使用低功耗电子元件收集、记录和传输数据。

此外,该项目还将包括一种名为电浆“纹身纸”的纳米材料,由材料科学助理教授Srikanth Singamaneni开发,这种纹身纸可以贴在蝇蛾翅膀上产生微热,从而引导它们朝向特定的方向。此外,这种纹身纸还可用于收集附近挥发性有机化合物样本,使研究人员可以使用传统方法进行进一步分析。

Raman认为,“尽管狗已经成为许多工程应用中的先进探测工具,如国土安全与医疗诊断等,但训练与控制这些动物所需时间与困难,以及缺乏强大的解码程序以提取来自生物系统的化学信号,对于更广泛应用构成了挑战。”他们希望这项基于蝇蛾化学感知途径的一般化验证工作能够推动爆裂物侦测技术前沿。