机器人将拥有何种神奇功能嗅觉传感器尺寸大小表将揭示答案

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。这项研究利用了一种高度敏感的嗅觉系统,称为生物混合鼻。Raman指出,这种生物学解决方案可以应用于非侵入式或化学探测等问题,因为它能够模仿自然界中的设计和运作原则。

多年来,Raman一直在研究蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息。他发现气味激活了蝗虫大脑中的动态神经活动,让它们能够辨别特定气味,即使是在其他气味混杂的情况下。此外,他们还发现蝗虫可以被训练识别特定的气味,即使是在复杂环境中也能准确辨认。

“为什么不直接使用生物解决方案?” Raman提问,“即使是最先进的微型化学传感器也有许多传感器,而昆虫天线上的化学传感器数量更是成千上万。”

团队计划监控昆虫在其环境中自由活动、探索和解码出现的气味时的大脑神经活动。这需要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将与Raman合作开发这部分工作。

此外,他们还计划通过遥控方式使用蝗虫作为一个样本采集仿生机器人的系统。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”,既有助于引导蝂子朝向特定位置,也可用于收集邻近挥发性有机化合物样本进行分析。

“狗的一些嗅觉能力仍然是先进设备,如国土安全和医疗诊断,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化学信号,对于更广泛应用造成挑战。” Raman说,“我们希望这项研究能开发并验证基于蝂子的化学检测途径,以便进一步用于爆裂物侦测。”