机器人如何通过嗅觉传感器的工作原理实现不可思议的功能
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，这项技术有望在安全领域展现巨大潜力。蝗虫能够通过简单的方式接收和处理感官信息，其脑部对气味的动态神经活动使其能准确识别特定的气味，即使在其他气味混杂的情况下。
美国圣刘易斯华盛顿大学的一支工程师团队，受到了蝗虫的灵感，他们正在研发一种新的机器人嗅觉系统。这项工作得到了美国海军研究室（ONR）的75万美元资助，主要利用了高度敏感的生物混合鼻技术。
该项目由生物医学工程副教授Baranidharan Raman带领，他强调这种生物感测系统比传统同类工程复杂，因为它结合了化学检测和生物学原理。尽管这种本能存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中，但它们提供了一种非侵入式或化学检测解决方案，同时具有广泛可复制设计与运算原则。
多年来，Raman一直致力于研究蝗虫如何以极为简单的方式接受和处理感觉信号。他发现，当气味激活时，它们的大脑会产生动态神经活动，从而辨认特殊气味，即使在其他气味共同存在的情况下。此外，蝗虫可以被训练以辨识某些特定香氛，并且即便在复杂条件下也能准确地辨认这些香氛。
为了实现这一点，研究团队计划监控昆虫自由活动、探索并解码其环境中的各种气息。在这个过程中，他们需要低功耗电子元件来收集、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，以开发这方面所需的小型电子产品。
此外，该团队还计划使用遥控方法，将蝗虫作为样本采集者的仿生机器人系统。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种透明丝质电浆“纹身纸”，可以贴到翅膀上产生微热，从而引导蝰蛇朝向特定位置。此外，这种纹身纸还可以用于收集附近挥发性有机化合物样本，以便进行二次分析。
对于许多工程应用来说，如国土安全和医疗诊断，一般认为狗嗅觉是先进设备。但是训练这些犬类，以及缺乏有效译码程序以从生物系统获取化学信息，对更广泛应用构成了挑战。我们希望这项基于蝶蟬化学传感路径的研究能够开发并验证这一途径，并进一步用于爆炸物侦查等任务。
