机器人具有生物传感器的嗅觉

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研究人员开发了一种机器人,它可以通过生物传感器进行嗅觉,该传感器可以对气味的存在做出反应,发出电信号,机器人可以检测并解释气味。

带有生物传感器的机器人
带有生物传感器的机器人特拉维夫大学

在特拉维夫大学的这项新研究中,研究人员将生物传感器(沙漠蝗虫的天线)连接到电子系统,并使用机器学习算法,能够识别出比常用电子设备灵敏度高10000倍的气味。研究人员认为,这项技术最终可以用于识别爆炸物、毒品和疾病。

该研究由来自特拉维夫大学萨格尔神经科学学院、弗莱施曼工程学院和萨格尔神经科学学院的Ben Maoz博士,以及动物学院和萨格尔神经科学学院的Yossi Yovel教授和Amir Ayali教授。这项研究的结果已发表在生物传感器和生物电子学

毛兹博士和阿亚利教授解释说,人造技术仍然无法与数百万年的进化相匹敌。

他们在一份声明中说:“我们特别落后于动物世界的一个领域是嗅觉。”“在机场就可以找到一个例子,我们要通过一个价值数百万美元的磁力计,它可以检测我们是否携带任何金属设备。但当他们想要检查乘客是否走私毒品时,他们会带一只狗来嗅他。在动物世界里,昆虫擅长接收和处理感官信号。例如,一只蚊子可以检测到空气中二氧化碳含量0.01%的差异。今天,我们还远不能生产出性能接近昆虫的传感器。”

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研究人员说,感觉器官使用感受器来识别和区分不同的信号。感觉器官将这些发现转化为电信号,大脑将其解码为信息。生物传感器的挑战在于,如何将像鼻子这样的感觉器官与一个知道如何解码从受体接收到的电信号的电子系统连接起来。

Yovel教授说:“我们连接了生物传感器,让它闻到不同的气味,同时测量每种气味引起的电活动。该系统使我们能够在昆虫主要感觉器官的水平上检测每种气味。然后,在第二步中,我们使用机器学习创建了一个气味“图书馆”。

“在这项研究中,我们能够描述八种气味的特征,比如天竺葵、柠檬和杏仁糖的气味,从而让我们知道柠檬或杏仁糖的气味何时出现。事实上,在实验结束后,我们继续识别其他不同的和不寻常的气味,比如各种类型的苏格兰威士忌。与标准测量设备的比较表明,我们系统中昆虫鼻子的灵敏度比目前使用的设备高约1万倍。”

“大自然比我们先进得多,所以我们应该利用它,”毛兹博士说。“我们已经证明的原理可以用于其他感官,如视觉和触觉。例如,有些动物具有惊人的探测爆炸物或毒品的能力;创造一个拥有生物鼻子的机器人可以帮助我们保护人类生命,并以一种今天不可能实现的方式识别罪犯。有些动物知道如何发现疾病。其他人可以感知地震。天空才是极限。”

在未来的工作中,研究人员计划赋予机器人导航能力,使其能够定位气味来源及其身份。