机器人如何通过不同种类的传感器获得不可思议功能
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，该系统能够在复杂环境中准确识别特定气味，从而应用于安全领域。通过ONR的资助，生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队致力于研究蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息，他们发现气味激活了蝗虫大脑中的动态神经活动，使其能够在混乱的气味背景下辨认特殊气味。
美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们受到了蝗虫灵敏嗅觉的启发，并开发出了一个新的仿生机器人感觉系统，可以用于安全应用。该校工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman利用来自美国海军研究室（ONR）的75万美元资金赞助，结合了高度敏感的嗅觉系统，以创建一种融合生物学解决方案，这种解决方案可以用来解决非侵入式或化学检测等问题。
多年来，Raman一直致力于研究蝗虫如何以简单方式接受并处理感官信息。他和他的团队发现，当气味激活时，大脑中的动态神经活动使得蝗虫能够正确地辨识特殊气味，即使是在其他多重混合的情况下。他们还训练了蝗虫去辨认某些特定的气味，并且即使在复杂的情境下也能准确辨识。
"为什么要使用复杂的人造设备?" Raman提问,"我们可以直接利用自然界提供的答案？即使是最先进的小型化化学传感器，也需要许多传感器。而昆虫天线上的化学传感器数量更是惊人，它们拥有成千上万个不同类型的手段。”
此外，研究人员计划通过监控昆虫自由活动、探索和解码它们周围环境中的香料来跟踪它们的大脑活动。这项工作将需要低功耗电子元件进行数据收集、记录以及传输。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作，为这一项目研发所需组件。此外，该团队还打算建立一个遥控仿生机器人系统，其中纳米材料专家Srikanth Singamaneni将开发一种由生物兼容丝制成的心电图“纹身纸”，可贴在翅膀上，以产生微热并引导昆蟲朝向特定位置。此外，这种贴纸也可用于收集邻近挥发性有机化合物样本，以便进行次级分析。
"尽管狗鼻子仍然是先进的一个例子，在国土安全和医疗诊断中广泛使用，但训练这些动物所需时间长且困难，以及缺乏有效译码程序以从生物系统获取相关化学信息，对于更广泛应用是一个重大挑战。” Raman指出，“我们希望这项研究能发展并验证基于甲壳类昆介化学生理检测途径，同时推动爆炸物侦测技术。”
总之，本次研究旨在克服现有方法的一系列挑战，比如对动物进行训练及调节，以及缺乏高效翻译程序，将来自生物体征到的信息转换为行动指令。目标是创造一个更加精确、高效且可扩展到各种场景下的模拟模型，使其成为未来国家安全、医疗诊断等领域不可或缺的一部分。
