机器人将通过传感器论文2000字的功能实现了怎样的不可思议

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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。通过ONR的资助,生物医学工程副教授Baranidharan Raman和他的团队利用蝗虫大脑中的动态神经活动来激发气味传感器,实现了对特殊气味的辨识能力,即使在混乱的气味背景下也能准确无误。

美国圣刘易斯华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的一支工程师团队受到了蝗虫灵感,并致力于研发一种新型仿生机器人感测系统,这种系统有望用于安全等多项应用。在此项目中,他们得到了来自美国海军研究室(ONR)的75万美元资金支持,以便进一步开发这种高度敏感的嗅觉系统作为基础。

生物混合鼻是该校工程与应用科学系的一个重大创新,它结合了生物学和化学技术。尽管这种原始本能仍然存在于许多脊椎动物和无脊椎动物身上,但它比其他同类设备更为复杂。研究人员发现,蝗虫能够通过简单方式接收并处理感觉信息,而不需要任何先进技术。

"我们可以直接使用生物解决方案吗?为什么要做得那么复杂?即使是最先进的小型化化学传感器也有成千上万个传感器,而且各种类型都有。而昆虫天线上的化学传感器数量也是如此,”Raman提醒说,“因此,我们理解基本嗅觉处理原理对于启发性工程解决方案至关重要。”

为了深入了解这个过程,研究团队计划监控自由活动中的昆虫大脑活动,以及它们如何探索并解码周围环境中的气味。此外,他们还将利用低功率电子元件来收集、记录和传输数据。这部分工作将由计算机科学与工程系教授Shantanu Chakrabartty负责,他将与Raman合作开发所需组件。

除了这些,还有一个计划是在遥控模式下使用蝗虫作为样本收集者进行仿生机器人的实验。材料科学助理教授Srikanth Singamaneni正在开发一种由生物兼容丝制成电浆“纹身纸”,可以贴在蝇翅膀上产生微热,以帮助引导蝇朝向特定的位置。此外,这种纹身纸还可用于采集邻近挥发性有机化合物样本,使得后续分析成为可能。

"虽然狗耳朵具有先进的嗅觉功能,如国土安全和医疗诊断等领域仍然广泛使用犬类,但训练这些动物所需时间长且困难,同时缺乏有效译码程序以从生物系统获取相关化学信息,对于更广泛应用带来了巨大的挑战。” Raman指出,“我们的目标是通过这项基于甲壳类昆蟲(如蜻蜓)的化学检测方法验证其有效性,并扩展其用途到爆炸物检测等领域。”