机器人如何通过嗅觉传感器获得不可思议的功能传感器技术介绍
导语:美国科学家借鉴蝗虫的嗅觉机制,研发新型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。
研究团队由圣刘易斯华盛顿大学工程与应用科学系的副教授Baranidharan Raman领导,他获得了来自美国海军研究室ONR的75万美元资金支持,以开发一种基于高度敏感的生物混合鼻技术。这项技术结合了生物学和化学感测,具有较高的灵敏度和复杂性。
Raman指出,理解基本的嗅觉处理原则对于发展生物启发式工程解决方案至关重要。他及其团队发现蝗虫通过动态神经活动在脑部接收并处理气味信息,即使在其他气味共同存在的情况下也能正确辨识特殊气味。此外,他们还训练蝗虫辨识某种气味,并且即使在复杂背景下也能准确辨认。
为了监控昆虫大脑中的神经活动,研究者计划使用低功率电子元件进行数据收集、记录和传输。计算器科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作,共同开发必要的小型电子设备。
此外,他们计划开发一个遥控仿生机器人系统,其中利用多功能纳米材料专家Srikanth Singamaneni设计的一种电浆“纹身纸”。这种纹身纸可以贴在蝗虫翅膀上,用微热引导它们朝向特定的位置,同时也可用于收集邻近挥发性有机化合物样本。
Raman认为,虽然狗嗅觉系统目前仍然是先进感测工具,但训练和调节这些动物所需时间长且困难,而且缺乏有效解码程序以提取生物系统发送信息,这对更广泛应用带来了挑战。他期望这项研究能够验证基于蝗虫化学感测途径,并进一步用于爆裂物检测等安全领域。