机器人如何通过嗅觉传感器的作用及组成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，该系统能够在复杂环境中准确识别特定气味，从而有潜力应用于安全领域。通过ONR的75万美元资助，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洁方式接收和处理感官信息，他们发现气味激活了脑部动态神经活动，使蝗虫能辨别特殊气味，即使在多种其他气味存在的情况下。

美国圣刘易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的工程师团队受到了蝗虫嗅觉的启发，开发出了新的仿生机器人感测系统，这些系统可以用于安全应用等。该校工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman利用美国海军研究室(ONR)提供的75万美元资金赞助，并结合高度灵敏的嗅觉系统，为基础研发了生物混合鼻。

Raman指出，虽然这种生物感测系统比其他同类项目更为复杂，但它是许多脊椎动物和无脊椎动物物种共有的原始本能。他解释说，“融合生物学解决方案可用于解决非侵入式或化学感测问题，而且到处都复制了相同的设计与运算原则，因此，对于由生物学启发的工程解决方案了解基本嗅觉处理原则是不可或缺。”

多年来，在ONR资金支持下，Raman一直在研究蝗虫脑部如何以简单方式接收和处理感觉信号。他及其团队发现，当气味激活时，它会引起脑部动态神经活动，使得蝗虫能够正确地辨认特定的气味，即使是在其他不同的背景中。此外，他们还发现，可以训练蝗虫辨认某个特定的气味，然后即使在复杂条件下也能准确地辨认出来。

“为什么要使用昂贵且笨重的人造设备?” Raman提问，“即便是最先进的小型化化学传感器，也需要成百上千个传感器。” 他补充说：“如果我们观察昆虫天线——其中包含化学传感器，那里就有成千上万个传感器，每种类型都是独一无二。”

为了监控昆蟲自由活动、探索并解码其环境中的不同香氛，其大脑中的神经活动将被跟踪。这项任务还需要低功率电子元件来收集、记录并传输数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作，以开发必要的一系列组件。此外，他还计划通过遥控方式使用这些仿生机器人的样本，以此作为实验材料。

此外，该团队计划使用纳米材料专家Srikanth Singamaneni开发出的电浆“纹身纸”来贴在翅膀上，这种纹身纸不仅产生微热，还可以用来引导蜕变朝向特定方向。此外，这种电浆纳米结构纹身纸也可以采集周围挥发性有机化合物样本，让研究人员进行第二次分析。