日研發(fā)能跟蹤氣味信息的小型機(jī)器人

???????中國(guó)國(guó)際警用裝備網(wǎng)訊：據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2月5日?qǐng)?bào)道，日本東京大學(xué)科學(xué)家正在研究一種能跟蹤氣味信息的機(jī)器人。目前，他們用雄性蠶蛾帶動(dòng)一個(gè)小型的兩輪機(jī)器車來(lái)追蹤空氣中雌蠶蛾釋放的性信息素，以研究蠶蛾的神經(jīng)與運(yùn)動(dòng)機(jī)制。下一步，他們將模仿雄性蠶蛾跟蹤雌性氣味的能力，給機(jī)器人裝上高靈敏傳感器，用來(lái)監(jiān)控環(huán)境中泄露的污染物，追尋味源等。

　　研究人員介紹，選擇雄蠶蛾來(lái)做機(jī)器車駕駛員，因?yàn)樗鼈儠?huì)跳一種“交配之舞”。當(dāng)它們受到雌蠶蛾釋放的性信息素的刺激時(shí)，就會(huì)展現(xiàn)一種完全不同的走路方式：走直線的折尺形路線，伴隨幾個(gè)轉(zhuǎn)身和超過(guò)360度的旋轉(zhuǎn)。論文領(lǐng)導(dǎo)作者、東京大學(xué)的安藤德康（音譯）說(shuō)：“雄蠶蛾跟蹤氣味的行為簡(jiǎn)單而有效，這讓我們能全面分析從單個(gè)神經(jīng)元到整體追蹤行為的神經(jīng)機(jī)制，然后模仿這種機(jī)制造出一種‘人工腦’，裝在移動(dòng)機(jī)器人上，就相當(dāng)于我們現(xiàn)在研究的這個(gè)‘昆蟲(chóng)控制’機(jī)器車?！?/p>

　　機(jī)器車前端有一個(gè)能自由運(yùn)動(dòng)的聚苯乙烯小球，可以整體控制小車，就像計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)里的小球。研究人員將蠶蛾附著在這個(gè)小球上。車前面還有兩個(gè)40毫米的風(fēng)扇，可將空氣中所含的性信息素吹到蠶蛾面前，就好像蠶蛾的翅膀不斷拍打能讓空氣流過(guò)它超靈敏的氣味“天線”。

　　在實(shí)驗(yàn)中，研究人員用了一個(gè)1800毫米長(zhǎng)的風(fēng)道，把信息素和機(jī)器車分別放在風(fēng)道兩端。他們測(cè)試了14只蠶蛾，所有蠶蛾都能成功地引導(dǎo)機(jī)器人到達(dá)味源。他們還進(jìn)行了一項(xiàng)轉(zhuǎn)彎實(shí)驗(yàn)，改變機(jī)器車兩個(gè)馬達(dá)中一個(gè)的功率，這樣它在運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)轉(zhuǎn)向一邊，蠶蛾就必須不斷調(diào)整方向，改變自身位置才能到達(dá)目的地。

　　“引發(fā)昆蟲(chóng)調(diào)整行為的最好方法就是把它們放到一個(gè)特殊位置。轉(zhuǎn)彎是模仿人們騎在一輛不平衡的自行車上的情況。我們要經(jīng)過(guò)練習(xí)才能平穩(wěn)地騎這種自行車，但是蠶蛾只靠簡(jiǎn)單迅捷的感覺(jué)—運(yùn)動(dòng)反饋就克服了不利位置?！卑蔡僬f(shuō)。

　　研究蠶蛾運(yùn)動(dòng)和機(jī)器發(fā)動(dòng)之間的時(shí)間延遲效果非常重要，因?yàn)閷?lái)機(jī)器人在跟蹤氣味時(shí)，裝在它上面的化學(xué)傳感器需要一個(gè)短暫的反應(yīng)和處理時(shí)間。安藤解釋說(shuō)：“大部分化學(xué)傳感器如半導(dǎo)體傳感器，有一個(gè)緩慢的恢復(fù)時(shí)間，不能即時(shí)探測(cè)氣味的動(dòng)態(tài)變化。在把這一昆蟲(chóng)傳感—運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用到人造系統(tǒng)時(shí)，這些結(jié)果是選擇傳感器和模型的重要指標(biāo)?！?/p>

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