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嗅探犬遇到強敵了,有個機器人的鼻子比狗的鼻子還靈!
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能聞出8種味道!就算混合在一起也能分辨出來,而且靈敏度比氣相層析質譜法(GC-MS)還高10000倍!甚至能檢測出0.001微克的揮發性發揮物。(PS:氣相色譜-質譜法(GC-MS)是目前分析氣味的主要技術手段)
機器人的嗅覺都已經進化到這種程度了?這是怎麼做到的?
大家都知道狗的鼻子很靈,但其實昆蟲的「鼻子」更靈。
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特拉維夫大學的科學家把昆蟲的「鼻子」裝在了機器人身上,再結合人工智慧工具,實現了這一壯舉!
未來,該機器人投入應用後,將辨識爆炸物、毒品等危險物品,更好的保護人類生命安全。
將蝗蟲的觸角神經元轉為電信號
昆蟲的「鼻子」其實是觸角,蝗蟲的觸角具有超過5萬個嗅覺受體神經元(ORNs),這些神經元可以將空氣中的氣味分子轉化為電信號。
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該如何採集這些電信號,並把它們用在機器人身上呢?
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科研人員使用了一種「觸角電點陣圖」技術記錄這種電信號,這個技術包含一種電子系統,將蝗蟲的觸角兩端安裝在導電凝膠中,再與電極相連,連接到電子系統上,以此來檢測和辨識到氣味。
隨後,該團隊使用機器學習方法創建了一個「氣味系統庫」,包括檸檬、杏仁糖、天竺葵、和混合氣味等,並使用了一個隨機森林分類器進行氣味分類。
透過與標準測量設備的比較表明,該系統中昆蟲的鼻子的敏感性比當今使用的設備高約10,000倍。
開發者介紹
這項研究由特拉維夫大學神經科學學院的博士生Neta Shvil、工程學院的 Ben Maoz 博士以及該大學的 Yossi Yovel 教授和 Amir Ayali 教授領導。發表在著名的《Biosensor and Bioelectronics》(生物感測器和生物電子學)雜誌上。
Maoz 博士和 Ayali 教授解釋說:「在嗅覺領域,人類落後於動物,製造的感測器技術遠遠無法與生物相提並論,因為後者已經經歷了數百萬年的進化。」
「在動物界,昆蟲擅長接收和處理感官信號,例如,蚊子可以檢測到 0.01% 的差異空氣中二氧化碳的含量,但人類卻還在用價值數百萬美元的磁力計,檢測我們是否攜帶任何金屬設備。」他們補充道。
論文連結:
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