机器人如何通过嗅觉传感器的应用实例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,开发出新一代机器人感测系统,这项技术有望在安全领域应用。圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队,在美国海军研究室(ONR)的75万美元资金支持下,成功模仿了蝗虫如何以极高效率辨别气味。
该校生物医学工程副教授Baranidharan Raman领导的团队,不仅探索了蝗虫脑部处理感官信息的独特方式,还开发出了一个名为“生物混合鼻”的系统。这项创新不仅比传统化学感测系统复杂,而且能实现非侵入式或化学感测等多种功能。
Raman表示:“我们学习基本嗅觉处理原理,对于由生物学启发的工程解决方案至关重要。”多年来,他和他的团队研究了蝗虫如何通过简单方式接收和处理感觉信号,并发现它们能够正确识别特殊气味,即使在其他气味混杂的情况下。
此外,研究还显示蝗虫可以被训练以辨认某些气味,即使在复杂条件下也能准确识别。Raman提出了问题:“为什么不直接利用生物解决方案?”他解释说,即使是最先进的微型化学检测装置,也无法与昆虫天线上的成千上万个传感器相比。
为了监控昆虫的大脑活动,以及记录其环境中的气味变化,研究者计划使用低功耗电子设备。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作,为这项任务设计适配器。此外,该项目还包括使用纳米材料制成电热“纹身纸”,用于遥控引导蝗虫朝向特定位置,并收集周围挥发性有机化合物样本,以便进行进一步分析。
Raman指出,“虽然狗嗅觉目前仍是许多工程应用中的先进选择,但这些动物需要时间和努力去训练,同时缺乏强大的解码程序,使得更广泛应用成为挑战。”因此,他们希望这项基于蝗蟲の化学检测方法能够开发并验证,从而推动爆裂物侦测技术的发展。