什么是传感器它们将让机器人具备了不可思议的功能吗

导语:美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉,开发出新一代机器人感测系统,这项技术有望在安全领域应用。圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队,在美国海军研究室(ONR)的75万美元资金支持下,成功模仿了蝗虫如何以极高效率辨别气味。

该校生物医学工程副教授Baranidharan Raman领导的团队,不仅探索了蝗虫脑部处理感官信息的方式,还发明了一种结合生物和机械元素的鼻子——“生物混合鼻”。这种鼻子比传统化学检测系统复杂,但也更灵敏。

Raman解释说:“我们从昆虫中汲取灵感,因为它们可以识别复杂气味组合,而不需要大量传感器。这激励我们追求创新的解决方案。”

多年来,Raman一直致力于研究蝗虫如何通过简单而有效的手段接收和处理感觉信号。他发现,当某个特定的气味触发时,蝗虫的大脑会产生动态神经活动,从而准确地识别那一特定气味,即使是在其他气味混杂的情况下。

此外,他们还训练了蝗虫能够在复杂环境中辨认特定气味,无论是与其他香料重叠还是在不同的背景条件下。这种能力让人联想到了为什么要使用先进微型化学检测装置,而不是直接利用生物本能?

为了进一步理解这一点,研究人员计划监控自由活动中的昆虫大脑,并通过低功耗电子设备收集、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,为这项任务开发所需组件。

他们还计划创建一个遥控仿生机器人系统,用以模拟蝗虫行为并引导其朝向特定位置。此外,一种由生物兼容丝制成的电浆“纹身纸”将被用于贴在翅膀上,以帮助遥控并收集邻近挥发性有机化合物样本。

最后,“我们期望这项基于蝗虫化学感测路径的研究能为爆裂物侦测等安全应用提供新的途径。”