机器人将通过哪些类型的嗅觉传感器具备不可思议的功能

机器人将通过哪些类型的嗅觉传感器具备不可思议的功能

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。圣刘易斯华盛顿大学的工程师团队通过研究蝗虫脑部如何处理感官信息,发现了气味激发时脑部动态神经活动对蝗虫辨识特殊气味能力至关重要。

该校生物医学工程副教授Baranidharan Raman和美国海军研究室获得75万美元资金支持,利用高度灵敏的嗅觉系统为基础,研制出了生物混合鼻。这项技术比传统化学感测系统更加复杂,但其原理与自然界中的许多脊椎动物和无脊椎动物共享。

Raman指出:“虽然这种原始本能仍然存在于很多物种中,但直接利用生物解决方案是多余的。”他解释说,即使是最先进的微型化学感测装置也需要成千上百个传感器,而昆虫天线上的化学传感器数量更是如此。

为了监控昆虫大脑在自由活动、探索与解码环境中气味时的大脑神经活动,研究团队计划使用低功率电子元件收集、记录和传输数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将与Raman合作开发这部分工作。

此外,研究还包括通过遥控方式使用蝗虫作为仿生机器人收集样本。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni将开发一种由生物兼容丝制成的电浆“纹身纸”,可以贴在蝗虫翅膀上产生微热,以引导遥控方向。在纹身纸上镶嵌电浆纳米结构,还可以用于收集邻近挥发性有机化合物样本,并进行次级分析。

Raman表示:“尽管狗等犬类目前仍被广泛用于国土安全和医疗诊断,但训练这些动物所需时间长且困难,加之缺乏有效译码程序以提取来自生物系统的化学信息,对于更广泛应用带来挑战。”他们希望这项基于蝂蟲の化学感觉途径能发展并验证,以便进一步用于爆裂物检测等任务。