机器人如何通过嗅觉传感器获得不可思议的功能探索传感器的静态特性有哪些
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，生物医学工程副教授Baranidharan Raman致力于研究蝗虫如何以简洁方式处理感官信息。他的团队发现，气味激活脑部动态神经活动，让蝗虫能准确识别特定气味，即使在混杂气味的情况下。这种能力启发了美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们开发出一种新的仿生机器人感测系统。
该校工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman获得了75万美元资金赞助，从而利用这项高度敏感的嗅觉系统为基础开发出了生物混合鼻。这项技术比传统化学检测更复杂，但它是一种原始本能，在许多脊椎动物和无脊椎动物中都存在。
“融合生物学解决方案可以用于非侵入式或化学检测等问题，而且它们几乎在所有设计和运算原则上都是相同的，”Raman说：“因此，理解基本嗅觉处理原则对于由生物启发的人工解决方案至关重要。”
多年来，Raman一直在研究蝗虫大脑如何以简单方式接收和处理感觉信号。他和他的团队发现，当气味激活时，大脑中的动态神经活动让蝗虫能够正确识别特殊气味，即使是在其他气味共同存在的情况下。在其他研究方面，他们还发现蝗虫可以被训练辨认某个特定的气味，并且即使在复杂环境中也能准确识别。
为什么不直接使用这种生物方法呢？Raman指出，即便是最先进的小型化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却是成千上万种各样类型。他们计划通过监控昆虫自由活动、探索其环境中的不同香氛时的大脑神经活动来进一步了解这一点。
为了实现这一目标，还需要低功率电子元件来收集、记录并发送数据。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种由生物兼容丝制成的电浆“纹身纸”，可贴到蝇蛾翅膀上产生微热，并帮助遥控引导它们朝向特定位置。此外，这种纹身贴纸还可以收集周围挥发性有机化合物样本，以供后续分析。
"很多工程应用仍然依赖狗类动物的情报，比如国土安全和医疗诊断，但是训练这些动物所需时间与困难，以及缺乏有效解码程序以从生物系统获取有关化学通信信息，对于更广泛应用带来了巨大的挑战。” Raman说，“我们希望这个项目能够发展并验证基于甲壳蟹视网膜片段构建的人工视网膜片段，使之更加适应侦测爆炸品。”
这样的挑战包括对训练这些动物所需时间、调节以及缺乏鲁棒译码程序，以提取来自自然界的相关化学发送信息，为更广泛地应用带来了显著障碍。“我们期待这项研究将基于甲壳蟹视网膜片段构建的人工视网膜片段进行验证，将其用于侦查爆裂物。”
