机器人将通过何种传感器的应用具备不可思议的功能呢

机器人将通过何种传感器的应用具备不可思议的功能呢

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,从而应用于安全领域。根据ONR的资金支持,圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队致力于研究蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息,他们发现脑部动态神经活动使蝗虫能够辨识特殊气味,即使在其他气味存在的情况下。

美国科学家从蝗虫身上汲取灵感,研发出新的仿生机器人传感技术。这项技术可用于安全等多种应用。该项目得到了生物医学工程副教授Baranidharan Raman及美国海军研究室(ONR)75万美元赞助,这笔资金用于开发一种基于高度敏感嗅觉系统的生物混合鼻。

Raman表示,由于生物传感系统比其他类似工程解决方案更为复杂,它们包含负责化学感觉的化学传感器,这些原始本能仍然存在于许多脊椎动物和无脊椎动物中。他指出,“融合生物学方法可以用来解决非侵入式或化学检测的问题,而且其设计与运算原则是相同的,因此理解基本嗅觉处理原则对于由生物启发的工程解决方案至关重要。”

经过多年的研究,以及ONR资助,Raman及其团队发现了蝗虫如何通过简单方式接受并处理感觉信号。他们还训练了蝗虫以辨认某个特定的气味,并且即便在复杂背景下也能准确地识别出来。此外,他们计划监控昆虫大脑中的神经活动,以了解它们探索环境时是如何工作的。

此次任务还需要低功率电子元件来收集、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,为这项研究所需组件提供帮助。此外,还有一个计划利用遥控技术,将蝂子作为样本收集者的仿生机器人系统。这项工作将依赖材料科学助理教授Srikanth Singamaneni开发的一种电浆“纹身纸”,它可以贴在翅膀上产生微热,有助于引导飞行方向,并且可以收集周围挥发性有机化合物样本进行分析。

“狗鼻子的化学检测能力仍然是先进级别,但使用这些犬只需要大量时间和资源,而缺乏有效解码程序以提取来自生物体制的大量信息,对广泛应用造成了挑战。” Raman说。“我们希望这项研究能够验证这种基于昆虫化学检测途径,并进一步用于爆炸物侦测。”