被劫持大脑的蝗虫可能是下一个炸弹探测器

将一只备受诟病的昆虫变成仿生英雄
Locust with electrode attached to its back
研究人员正利用一只背部装有发射器的蚱蜢来探测炸弹。研究人员能够“劫持”这只昆虫,从而能够将其飞往特定地点,利用蚱蜢卓越的嗅觉寻找爆炸物,并让发射器将信号发送回远处的安全地点。点击此处了解更多。Baranidharan Raman

最先进的炸弹探测技术可能很快就会是一只背着背包的昆虫。华盛顿大学圣路易斯分校的一个工程师团队正在开发一种“赛博格蚱蜢”,这种蚱蜢将通过遥控飞入危险区域,利用其触角嗅探爆炸性化学物质,并在发现它们时发送无线警报。

该项目由海军研究办公室资助,由生物医学工程副教授 Baranidharan Raman 领导,他花费多年时间研究蚱蜢如何处理气味。Raman 表示,与大自然设计的动物鼻子相比,人类工程的传感设备相当基础。

“为什么要重新发明轮子?”Raman 在一份声明中说。“为什么不利用生物学解决方案呢?”

Raman 告诉《大众科学》,为了创造这些仿生昆虫,他和他的同事们计划整合三项听起来非常“超前”的技术。

首先,他们需要将蚱蜢引导到正确的位置。为此,他们将在昆虫的翅膀上用一种生物相容性丝绸进行纹身,这种丝绸可以将光转化为热量。通过用激光瞄准纹身,可以控制蚱蜢的飞行方向;如果右侧受热更多,昆虫就会向左飞,反之亦然。

一旦蚱蜢进入危险区域,研究人员就需要知道它在闻什么。通过在昆虫的大脑中手术植入电极,他们计划“劫持”其触角。当蚱蜢闻到某种气味时,电极将读取由此产生的电活动。

最后,他们需要将信息从蚱蜢传输给操作员。这就是微型背包的作用。团队将设计一个低功耗、低重量的设备,佩戴在蚱蜢的背部,该设备可以将神经活动记录在芯片上,或将其无线发送给操作员。

Raman 说,所有这些技术都已单独测试过。现在,他们需要将它们集成到一个整体的仿生昆虫系统中。

但为什么是蚱蜢呢?我们已经有了搜爆犬、老鼠,甚至还有海豚

“这些昆虫的化学传感部分已经非常发达,”Raman 说。“它们可以在几百毫秒内闻到环境中出现的新气味。”

但他表示,真正的关键在于蚱蜢大脑的相对简单性。这使得它们可以被“劫持”,如果一切顺利,这将允许进行远程爆炸物感应。

Raman 认为,最终,“赛博格蚱蜢”还可以用于其他依赖嗅觉的任务,甚至包括依赖嗅觉的医疗诊断。

 

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