讓蝗蟲幫我們發現炸彈

知識 07-12

讓蝗蟲幫我們發現炸彈

工程師們將感測器安裝在蝗蟲上，這樣他們就可以監視昆蟲如何嗅聞氣味。

華盛頓大學-聖路易斯生物醫學工程副教授Baranidharan Raman說，生物仿生系統與他們其他的工程同行相比要複雜得多，包括我們負責的嗅覺化學感測系統，

Raman一直在研究蝗蟲相對簡單的大腦是如何接收和處理感覺信號。他和他的研究小組發現，氣味促使大腦中的動態神經活動，使蝗蟲能夠正確地識別特定的氣味，即使混有其他氣味。

在其他的研究中，他的團隊也發現經過訓練的蝗蟲可以識別特定氣味，即使氣味是在複雜的情況下，如在其他氣味掩蓋下或者是不同的背景條件下也能聞出特定的味道。

「為什麼要重新改造輪子？為什麼不利用生物解決方案？」 Raman說。「道理是這樣的。國家最先進的小型化學感測設備也就那麼幾台（而且精確度沒那麼高）。但是，如果你看看昆蟲化學感測器所在處的觸角，上面有幾個成千上萬各種類型的感測器。」

蝗蟲的「紋身」

團隊打算在昆蟲自由活動、探測和解讀周圍環境氣味的時候，檢測它們的腦神經活動。這樣的方法也將需要低功耗的電子元件去收集，記錄和傳輸數據。

計算機科學與工程系教授Shantanu Chakrabartty,與Raman合作研究這一部分的工作。團隊也打算利用蝗蟲作為仿生系統用於遠程控制收集樣品。

材料科學副教授Srikanth Singamaneni，將開發一種由生物相容性「絲綢」製成等離子體「文身」，作用於蝗蟲翅膀，「文身」會產生輕微的熱量，有助於蝗蟲走向遠程控制特定的地點。

「紋身」布滿等離子納米結構，還可以收集他們周圍的揮發性有機化合物的樣品，這將能使研究人員使用更傳統的方法對化學組成的化合物的進行二次分析。

「在許多工程應用中，包括國土安全和醫療診斷，狗的嗅覺系統仍然是國家的最先進的感測系統，」 Raman說。「然而，訓練這些動物是需要花大量的時間和一些苛刻的條件，以及缺乏強大的解碼程序從生物系統中提取相關的化學物質信息，從而限制了其廣泛的應用。。」

「我們希望這項工作能發展和證明一個概念，那就是以『雜交』蝗蟲為基礎的，化學感測方法檢測爆炸物。」

蝌蚪君編譯自futurity，譯者窈郡王，轉載須授權

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