机器人将通过何种传感器种类获得不可思议的功能呢

导语:美国科学家借鉴蝗虫的神奇嗅觉,研发新型机器人感测系统

在ONR的支持下,美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们得到了灵感,从蝗虫的复杂嗅觉中汲取智慧。他们开发了一种仿生机器人感测系统,可以用于安全领域。

该项目由生物医学工程副教授Baranidharan Raman带领,他获得了75万美元的资金赞助。这项研究利用了高度敏感的生物混合鼻技术,旨在克服传统化学检测设备所面临的问题。

"我们想要解决非侵入式或化学检测等问题,这需要复制自然界中的设计和运算原则。理解基本嗅觉处理原理对于生物启发型工程解决方案至关重要。" Raman说。

多年来,Raman一直致力于研究蝗虫如何以简单方式接收和处理感觉信号。他发现,当气味激活时,脑部会产生动态神经活动,使蝗虫能够正确识别特殊气味,即使是在其他气味共存的情况下。

此外,他们还发现蝗虫可以被训练辨识特定气味,并且即使在复杂情况下也能准确辨识。此外,这些昆虫可以通过其天线上的成千上万个化学传感器来探索它们周围环境中的不同气味。

为了实现这一目标,他们计划监控昆虫的大脑神经活动,同时使用低功率电子元件进行数据收集、记录和传输。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作,为这项工作开发必要的组件。

此外,他们还计划通过遥控方式使用蝗虫作为样本收集者的仿生机器人系统。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种可贴在蝗虫翅膀上的电浆“纹身纸”,既能引导这些昆虫朝向特定位置,又可用于采集邻近挥发性有机化合物样本,以便后续分析其化学组成。

"虽然狗类动物如猎犬已经成为许多高级应用,如国土安全和医疗诊断,但训练它们需要大量时间和资源,而缺乏有效译码程序限制了其广泛应用." Raman指出,“我们的目标是验证基于这种生物混合鼻技术的手段,以及它是否适合爆裂物侦测等任务。”

通过这项研究,我们希望能够克服现有技术中的一些挑战,比如对动物训练所需时间长久以及缺乏鲁棒性译码程序的问题。这不仅为未来可能更广泛地应用而提供了前景,也为改善当前用途做出了贡献。在很多情境下,只要存在真正意义上的生命,就总会有一种力量,那就是生命本身给予人类无尽灵感的一个源泉来源于自然界,它始终是人类创新最直接、最强大的来源之一,无疑是我们应对各种挑战并开创新的基础之上不可或缺的一部分,不论是在科技发展还是文化交流方面都扮演着核心角色。而现在,在这个充满未知但又充满可能性时代,我们正站在这样的历史交汇点,一步一步地走向更加美好的明天。如果说过去是一个探索世界、学习自然规律的时候,那么现在则是一场关于如何结合知识与科技去改变世界、创造未来的人类大冒险!