机器人将通过嗅觉传感器的力量拥抱哪些令人难以置信的功能呢
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，他们发现气味激发的脑部动态神经活动使得蝗虫能够在复杂环境中准确识别特定的气味。
美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们从蝗虫的嗅觉中汲取灵感，开发出了一个新型仿生机器人感测系统，可以用于安全等应用。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）的75万美元赞助，将这种高度敏感的嗅觉系统作为基础，为生物混合鼻进行研发。
Raman表示，这种生物感测系统比其他同类型工程系统要复杂，它包括负责嗅觉感觉的化学传感器。尽管这种感觉是原始本能，但它仍然存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中。“融合生物学解决方案可以用来解决非侵入式或化学传感的问题，而且在所有地方都复制了相同设计与运算原则，”Raman说：“因此，理解基本嗅觉处理原则对于由生物学启发的工程解决方案至关重要。”
多年来，在ONR资助下，Raman一直在研究蝗虫大脑如何以简单方式接收和处理外界信息。他发现，当气味激活时，大脑中的动态神经活动允许蝗虫正确地辨认特殊气味，即使是在其他气味共同存在的情况下。此外，蝗虫也能够被训练识别某些气味，并且即使在复杂条件下也能辨认出来，比如当它们混合或背景不同时。
“为什么不直接利用这些天赋？即便是最先进的小型化化学传感器，也有成千上万个传感器，以及各种类型。” Raman提到，“如果你观察昆蟲天线——其中包含化学传感器，那里就有成百上千个不同的传输点。”
研究团队计划监控昆蟲自由活动、探索其环境中的香氛，并记录其大脑神经活动。这需要低功耗电子元件来收集、记录并发送数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与拉曼合作开发所需电子元件。
此外，他们还计划通过遥控方法使用蜻蜓作为样本采集仿生机器人系统。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将发展一种可贴在蜻蜓翅膀上的电浆“纹身纸”，产生微热帮助引导蜻蜓朝向特定位置。此外，这种纹身纸还可以收集邻近挥发性有机化合物样本，以便进行后续分析。
“许多工程应用中，如国土安全和医疗诊断，还依赖狗类动物的情报能力，” Raman指出，“然而，对这些动物进行训练及调节所需时间以及困难度，加之缺乏有效译码程序以解读来自生命体组织的大量化学信号，对于更广泛使用带来了巨大的挑战。”
他们希望这项基于蚂蚱大脑功能模拟的人工智能项目能够为爆炸物检测提供新的可能性，并推动这一前沿科技进一步发展。在未来，我们可能会看到这样的技术不仅限于寻找爆炸物，还能用于检测疾病标志物或者寻找失踪人员，从而改善我们对周围世界了解的一切。
