机器人将通过哪种类型的嗅觉传感器获得不可思议的功能呢
导语:美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉,开发出了一种新型仿生机器人感测系统,这项技术有望应用于安全领域。通过ONR的资金支持,生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队研究了蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息,他们发现气味激发在脑部产生动态神经活动,使得蝗虫能够在复杂环境中准确识别特定气味。
美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们受到蝗虫嗅觉灵感,研制出新式仿生机器人感测系统,用于安全等应用。该校生物医学工程副教授Baranidharan Raman获得了75万美元ONR资金赞助,用这款高度敏感的嗅觉系统为基础开发“生物混合鼻”。
Raman指出,“融合生物学解决方案可用于非侵入式或化学检测等问题,而且这种设计与运作原则随处可见。”他强调了解基本嗅觉处理原理对于引领由生物学启发的工程解决方案至关重要。
多年来,Raman一直致力于研究蝗虫大脑如何以简便方式接收和处理感觉信号。他及其团队发现气味激活在大脑中的动态神经活动,让蝗虫能正确识别特殊气味,即使是在其他气味共同存在的情况下。此外,他们还发现蝗虫可以被训练辨认某种特定气味,即使在复杂情况下也能顺利辨认。
“为什么不直接利用自然界提供的解决方案?”Raman提问,“即使是最先进的小型化化学传感器也有许多传感器。而昆蟲天线上的化学传感器数量更是成千上万。”
此外,该研究计划监控昆蟲自由活动时的大脑神经活动。这需要低功耗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合作开发这些组件。
此外,该团队计划使用遥控方法发展一种模拟性质的仿生机器人系统,以便通过远程控制操作具有类似能力到样本集合功能,如同真正飞行着搜寻目标地带的一只实体。这涉及材料科学助理教授Srikanth Singamaneni设计并制造一层电浆纳米结构纹身贴纸,可以附加到翅膀上,并且它能够产生微热,从而引导这个模型朝向特定的方向移动。此外,这些纹身贴纸还能够捕捉周围挥发性有机化合物样本供后续分析。
最后,尽管狗鼻仍然是很多领域中最先进的人工智能,但它们训练起来困难且成本高昂,而基于动物鼻子的译码程序缺乏鲁棒性,使其无法广泛适用。“我们希望这一项工作能够验证并推广这一基于蚂蚱鼻子的化学检测路径,以进一步用于爆炸物探测。”