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世界首创能够刺听蝗虫耳朵的机器人

2021-03-04 20:13:47

特拉维夫大学实现了以色列和全世界前所未有的技术和生物发展。第一次,刺槐的耳朵被连接到一个机器人,该机器人接收耳朵的电信号并做出相应的响应。结果是非同寻常的:当研究人员拍手一次时,蝗虫的耳朵听到了声音,机器人向前走了。当研究人员拍手两次时,机器人向后移动。

这项跨学科研究由Idan Fishel领导,该研究生是Iby Ben M. Maoz博士和Aladar Fleischman工程学院以及Sagol神经科学学院,Yossi Yovel教授和Amir Ayali教授共同指导的联合硕士生,动物学学院和萨格尔神经科学学院的专家,以及-安东·谢宁博士,伊丹,尤妮·阿米特和内塔·沙维尔。这项研究的结果发表在著名的《传感器》杂志上。

研究人员解释说,在研究开始时,他们试图研究如何将生物系统的优势整合到技术系统中,以及如何将刺槐的死灵用作机器人的传感器。毛兹博士说:“我们选择了听觉,因为它可以轻松地与现有技术相比较,而不是像气味之类的气味,而嗅觉则面临更大的挑战。” “我们的任务是用一只死虫的耳朵代替机器人的电子麦克风,利用耳朵的能力检测环境中的电信号,在这种情况下是空气中的振动,并使用特殊的芯片将昆虫的输入转换为机器人。”

为了执行这一独特而又非常规的任务,跨学科团队(Maoz,Yovel和Ayali)面临着众多挑战。在第一阶段,研究人员建造了一个机器人,该机器人能够响应其从环境中接收到的信号。然后,在多学科合作中,研究人员能够隔离死蝗的耳朵并对其特征进行表征,并使其存活(即,功能正常)足够长的时间,以将其成功地连接到机器人。在最后阶段,研究人员成功地找到了一种方法,以一种可以被机器人使用的方式拾取蝗虫耳朵接收到的信号。在此过程的最后,机器人能够“听到”声音并做出相应的响应。

Maoz博士解释说:“ Ayali教授的实验室在处理蝗虫方面拥有丰富的经验,他们已经开发出了隔离和鉴定耳朵特征的技能。” “ Yovel教授的实验室建造了机器人,并开发了使机器人能够响应电听觉信号的代码。我的实验室开发了一种特殊的设备-耳上芯片-在整个实验过程中都可以让耳朵保持生命通过向器官供应氧气和食物,同时允许将电信号从蝗虫的耳朵中取出并放大并传输到机器人。

“总的来说,生物系统相对于技术系统具有巨大的优势,无论是在灵敏度还是在能耗方面。特拉维夫大学研究人员的这一举措为机器人与昆虫之间的感官整合打开了大门,并且可能会变得更加繁琐。以及机器人技术领域的昂贵发展是多余的。

“应该理解,与电子系统相比,生物系统消耗的能量微不足道。它们是微型的,因此极其经济高效。为了进行比较,笔记本电脑每小时耗电约100瓦,而人脑则耗电约20瓦。每天瓦特数。自然比我们先进得多,因此我们应该使用它。我们证明的原理可以用于其他感官,例如嗅觉,视觉和触觉,例如,某些动物具有惊人的能力检测爆炸物或毒品;创建机器人生物学的鼻子可以帮助我们挽救人类生命,并以当今无法实现的方式识别罪犯。一些动物知道如何发现疾病。其他人则可以感觉到地震。天空才是极限。”

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