机器人将通过哪些不可思议的功能被赋予传感器生产商的创意再次推动了科技进步
导语：美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉，开发出了一种新型仿生机器人感测系统，这项技术有望应用于安全领域。通过ONR的资金支持，生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队研究了蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息，他们发现气味激发在脑部产生动态神经活动，使得蝗虫能够在复杂环境中准确识别特定气味。
美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们受到蝗虫嗅觉的启发，研制出了这款新型机器人感测系统。该校工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman利用75万美元的ONR资金赞助，结合高度灵敏的嗅觉系统，为生物混合鼻提供了基础。
Raman指出，这种生物感测系统比其他同类项目更为复杂，它包括负责嗅觉功能的化学传感器。尽管这种本能存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中，但理解基本的嗅觉处理原理对于发展由生物学启发的人工解决方案至关重要。
多年来，Raman一直致力于研究蝗虫大脑如何以简洁方式接收和处理感觉信号。他和团队发现，当气味刺激时，大脑中的动态神经活动使得蝗虫能够正确辨认特殊气味，即便是在其他气味共同存在的情况下。在其他方面，他们还发现蝗虫可以被训练辨识某些气味，并且即使在复杂情况下也能顺利辨认，不论是与其他味道重叠还是在不同的背景条件下。
“为什么不直接使用生物解决方案？”Raman提问，“即使是最先进的小型化化学传感器，也需要大量传感器。而昆蟲天线——其化学传感器所在地——拥有成千上万个不同类型。”
此外，该团队计划监控昆蟲自由活动、探索并解码它们环境中的香氛时的大脑神经活动。这要求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将帮助开发这些所需组件，他是一位专家于微型电子产品设计实验室自适应集成微系统领域工作。
为了实现这一目标，还需要低功率电子元件用于数据收集、记录及发送。此外，该研究还计划使用遥控手段，以含有可引导到特定位置或样本区域之标记物质（如微热产生）的蜕皮“纹身纸”作为仿生机器人的样本采集工具。这一方法将依赖材料科学院助理教授Srikanth Singamaneni创造出的具有电浆纳米结构纹身贴纸，以及可用标准分析方法对化合物进行二次分析。此外，由此产生的一些挥发性有机化合物样品可用于进一步分析。
“虽然狗眼视野非常强大且广泛应用，但它仍然面临时间长期训练以及调节难度的问题，”Raman说，“我们希望这个项目能验证基于蝇子的化学检测路径，并扩展到爆炸物检测等安全领域。”
综上所述，这项研究旨在通过开发一种基于昆蟲類似機械臭覺系統來實現高效、準確與非侵入式環境監測，這對於應用於危險情況例如毒氣偵測具有巨大的潛力。
