生物传感器可用蝗虫耳使机器人听见声音

文/陈根

在数亿年的进化过程中,昆虫发展出了一些生物界中最高效、最强健的感知器官,这些器官通常比人造的同类型器官要灵敏得多。这也给技术开发以诸多启示和灵感。

近日,以色列特拉维夫大学的研究团队就实现了全球首创的可以识别出简单的声音指令“生物传感器”,它能通过已故蝗虫的耳朵使机器人听见声音。

在这项研究中,科技人员展示了一种混合生物技术的方法,将蝗虫鼓室耳与机器人平台整合在一起。然后通过将耳朵放在芯片上的方法,成功地创造了一种持久的微型感应装置。这种装置作为生物混合机器人的一部分运行,以耳朵记录的神经信号来响应声音脉冲,以此控制机器人的运动。

蝗虫已故,其耳朵已经没有生命机能,为了维持耳朵保持“活”的状态,研究人员为此开发了“芯片上的耳朵”装置,使其保持维持生命技能的氧气及养分给耳朵,确保机器人够通过该装置“听见”,并作出相关反应。

结果发现:当研究人员单次拍手时,机器人会往前移动;而当研究人员拍手两次时,机器人就向后走。

虽然这一动作简单,但是这一举措却打开了机器人和昆虫感官融合的大门——在日后的研究中,机器人领域繁琐和昂贵的同类型器官发明可能会被替代。因为与电子系统相比,生物系统所消耗的能量微不足道。它们是微型的,经济的、高效的。举例来说,笔记本电脑每小时消耗约100瓦,而人脑每天消耗约20瓦。

值得一提的是,蝗虫听觉机器人的原理同样也适用于嗅觉、视觉和触觉。比如,有的动物具有探测爆炸物或毒品的惊人能力,制造装备生物嗅觉器官的机器人可以帮助执法人员识别罪犯。一些动物知道如何发现疾病或者可以提前感知地震。

未来,将其他生物系统整合到机器人中这一混合技术或将得到更多的开发与应用。