机器人如何通过五种常见的传感器实现不可思议的功能
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，为安全应用提供新的解决方案。
圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队受到了蝗虫的启发，并利用75万美元的资金赞助，由美国海军研究室（ONR）提供，他们正在开发一套基于生物混合鼻的高度灵敏嗅觉系统。这项技术比传统化学感测系统更加复杂，因为它模仿了许多脊椎动物和无脊椎动物物种中的原始本能。
生物学解决方案可以用来非侵入式或化学检测等问题，而这些设计与运算原则几乎处于所有生物体中。因此，理解基本的嗅觉处理原理对于开发由生物学启发的工程解决方案至关重要。
多年来，副教授Baranidharan Raman一直在研究蝗虫如何以简洁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，在脑部发生动态神经活动，这使得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气味，即使在复杂条件下也能辨认出来，比如与其他气味重叠或在不同的背景条件下。
“为什么不直接使用生物解决方案?” Raman提问，“即便是最先进的小型化化学感测装置也有许多传感器。而昆虫天线上有成千上万甚至更多类型的人工智能。”
该团队计划监控昆虫自由活动、探索其大脑神经活动，以了解它们如何解码环境中的气味。这种方法需要低功率电子元件来收集、记录并传输数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将合作开发这些组件。
此外，该团队计划通过遥控方式使用蝗虫作为样本采集仿生机器人系统。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种可贴在翅膀上的电浆“纹身纸”，用于引导蝰蛇朝向特定的位置，同时还能收集邻近挥发性有机化合物样本进行分析。
“狗虽然是目前工程应用中的先进感测设备，但训练和控制这些动物所需时间和困难，以及缺乏强大的译码程序以从生物系统中获取有关化学信息，对于更广泛应用带来了重大挑战。” Raman说，“我们希望这项研究能够验证这一基于蝶蛾鼻子的化学检测途径，并进一步用于爆炸物检测。”
