机器人将通过何种传感器的种类而拥抱不可思议的功能呢

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，这项技术有望应用于安全领域。通过ONR的资金支持，生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队研究了蝗虫如何以简单方式接收和处理感官信息，他们发现气味激发的脑部动态神经活动使得蝗虫能够在复杂环境中准确识别特定的气味。

美国圣刘易斯华盛顿大学的工程师们从蝗虫的嗅觉中汲取灵感，开发出了一个新型仿生机器人感测系统，可以用于安全等应用。该校工程与应用科学系生物医学工程副教授Baranidharan Raman利用美国海军研究室（ONR）的75万美元赞助，将这种高度敏感的嗅觉系统作为基础，为生物混合鼻进行研发。

Raman指出，生物传感系统比其他同类型工程系统更加复杂，这包括负责感觉嗅觉功能的化学传感器。尽管这种嗅觉本能是原始且普遍存在于脊椎动物和无脊椎动物中的，但它仍然可以被用来解决非侵入式或化学检测问题。此外，由于这些设计与运作原则在许多物种中都一致，因此理解基本嗅觉处理原理对于发展基于生物学启发的工程解决方案至关重要。

多年来，在ONR资助下，Raman一直致力于研究蝗虫大脑如何以相对简单方式接受并处理感觉信号。他和他的团队发现，当气味激活时，大脑中的动态神经活动使得蝗虫能够正确识别特殊气味，即便是在其他气味共同存在的情况下。在其他实验中，他们还发现蝗虫可以被训练辨认某些气味，并且即使在复杂条件下也能准确辨识。

“为什么要使用繁琐的手段？我们不需要直接利用自然界提供给我们的解决方案吗？” Raman提问，“即使是最先进的小型化化学传感设备，也包含了大量传感器。而昆虫天线上的化学传感器数量却达到了成千上万，每种类型都是独一无二。”

此外，该团队计划监控昆虫自由探索其环境并解码出现的一系列气味时的大脑神经活动。这要求低功耗电子元件来收集、记录和转移数据。计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty将合作开发这方面所需组件，而材料科学助理教授Srikanth Singamaneni则会创造一种由生物兼容丝制成电浆“纹身纸”，可贴附到翅膀上，以引导遥控飞行并收集附近挥发性有机化合物样本供分析使用。

“在许多工程应用中，如国土安全以及医疗诊断，我们依旧采用狗等哺乳动物作为先进检测工具，” Raman说，“然而，对这些动物进行训练以及调节它们所需时间与困难，以及缺乏强大的译码程序以从生物体获取化学信息，对更广泛地推广这一方法造成重大挑战。”