机器人将通过何种传感器种类中的哪些来实现不可思议的功能呢

机器人将通过何种传感器种类中的哪些来实现不可思议的功能呢

导语:美国科学家借助蝗虫的神奇嗅觉,开发出了一种新型仿生机器人感测系统,这一系统能够在复杂环境中准确辨识特定气味,具有广泛的安全应用潜力。该项目得到了美国海军研究室(ONR)的75万美元资金支持,由圣刘易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman主导。

Raman和他的团队发现,蝗虫通过一种简单但高效的方式接收并处理气味信号。这是因为气味激活了蝗虫脑部中的动态神经活动,使它们能够区分特殊气味,即使是在其他气味混杂的情况下。此外,他们还发现蝗虫可以被训练以辨别某些气味,并且即使在复杂条件下也能准确识别。

“为什么不直接使用生物解决方案?”Raman提问,“即使是最先进的微型化学传感器也有许多传感器,而昆虫天线上的化学传感器数量则是数千上万。”团队计划监控昆虫在其自然环境中探索和解码出现的香料时的大脑神经活动,以便更好地理解这种过程。

为了实现这一目标,他们将利用低功率电子元件来收集、记录和传输数据。圣刘易斯华盛顿大学计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作开发这些电子组件。

此外,团队还计划使用遥控技术来创建一个仿生机器人系统,其中蝗虫作为样本收集者。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种可贴于蝗虫翅膀上的电浆“纹身纸”,这将产生微热并帮助引导蝂向特定方向。此外,这种纹身纸还可以用于收集周围挥发性有机化合物样本,以便进行次级分析。

对于目前使用狗等动物进行嗅探工作而言,尽管这些动物具有强大的嗅觉,但它们需要长时间的训练和调节,而且缺乏有效的人工翻译程序来解读来自生物系统的化学信息。因此,对于更广泛应用来说,这是一个显著挑战。“我们希望这项研究能证明并验证基于蝂子的化学检测方法,并进一步用于爆裂物侦测。”