机器人如何通过嗅觉传感器实现不可思议的功能难道说掌握传感器技术也很简单吗

机器人如何通过嗅觉传感器实现不可思议的功能难道说掌握传感器技术也很简单吗

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,将一款高度敏感的嗅觉系统作为基础,为生物混合鼻提供支持。

Raman表示,生物检测系统比其他同类型工程系统更加复杂,因为它们包含负责嗅觉功能的化学传感器。虽然这种嗅觉本能在许多脊椎动物和无脊椎动物中仍然存在,但它对于解决非侵入式或化学检测问题至关重要,并且其设计原理可以广泛复制。

多年来,在ONR资金支持下,Raman一直致力于研究蝗虫大脑如何以简洁方式接收和处理感觉信号。他和他的团队发现,当气味刺激时,大脑中的动态神经活动使得蝗虫能够正确地识别特殊气味,即便是在其他气味共同存在的情况下。在其他研究方面,他们还发现蝗虫可以被训练辨认某种特定气味,并在不同的背景条件下顺利辨认。

"为什么不直接使用生物解决方案?" Raman提问,“即使是最先进的小型化化学传感器也有很多传感器。而昆虫天线上的化学传感器数量却达到了成千上万,每种类型都有所不同。”

除了监控昆虫的大脑活动外,该团队还计划通过遥控手段使用这些仿生机器人来收集样本。这项工作将由材料科学助理教授Srikanth Singamaneni开发,他将创建一种可贴在蝇翅膀上的电浆“纹身纸”,既能产生微热,又能引导遥控指令,使得蝇朝向特定位置移动。此外,这种纹身纸也可以用来采集周围挥发性有机化合物样本,以进行后续分析。

"狗已经成为许多工程应用中的先进检测工具,如国土安全和医疗诊断,但训练它们需要时间,而且缺乏有效解码程序以捕捉来自生物系统的化学信息,对更广泛应用构成了挑战,”Raman说,“我们希望这项基于蚂蚱的大规模实验能验证并推广这项基于蚂蚱化学探测途径,以进一步用于爆炸物探测。”