通过移植蝗虫耳朵能“听到声音”的机器人《Sensors》

特拉维夫大学的研究人员报告说，他们已经成功地将一只死蝗虫的耳朵连接到一个机器人上，这个机器人接收耳朵的电信号并做出相应的反应。结果是非同寻常的：当研究人员拍手一次时，蝗虫的耳朵听到声音，机器人向前移动；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，由Iby和Aladar Fleischman工程学院和Sagol神经科学学院的Ben M.Maoz博士、Yossi Yovel教授和Amir Ayali教授、动物学学院和Sagol神经科学学院的专家以及Anton Sheinin、Idan、Yoni Amit和Neta Shavil博士共同指导的联合硕士研究生。研究结果发表在《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，以及如何将死蝗虫的感官用作机器人的传感器。”我们之所以选择听觉，是因为它可以很容易地与现有的技术进行比较，例如，与嗅觉相比，嗅觉的挑战要大得多。团队（Maoz，Yovel和Ayali）面临着许多挑战，我们的任务是用一只死昆虫的耳朵代替机器人的电子麦克风，利用耳朵的能力来探测来自环境的电信号，在这种情况下是空气中的振动，并使用一种特殊的芯片，将昆虫的输入转换成机器人的输入。在第一阶段，研究人员制造了一个能够对从环境中接收到的信号做出反应的机器人。然后，在一个多学科的合作中，研究人员能够分离和描述死蝗虫的耳朵，并使其保持存活，也就是说，功能，足够长的时间，成功地将其连接到机器人上。在最后一个阶段，研究人员成功地找到了一种方法，用一种可以被机器人使用的方式来接收蝗虫耳朵接收到的信号。在这个过程的最后，机器人能够“听到”声音并做出相应的反应。

“阿亚利教授的实验室有着丰富的蝗虫研究经验，他们已经发展出了分离和表征耳朵的技能，”Maoz博士解释道约维尔教授的实验室制造了这个机器人，并开发了使机器人能够对听觉电信号做出反应的代码。我的实验室已经开发出一种特殊的装置——芯片上的耳朵——通过向器官提供氧气和食物，在整个实验过程中耳朵都能保持活力，同时让电信号从蝗虫的耳朵中取出，放大并传输给机器人，生物系统在灵敏度和能源消耗方面都比技术系统有巨大的优势。特拉维夫大学研究人员的这一举措为机器人和昆虫之间的感官整合打开了大门，并可能使机器人技术领域中更加繁琐和昂贵的开发变得多余。

“应该理解，与电子系统相比，生物系统消耗的能量可以忽略不计。它们是微型的，因此也非常经济高效。为了便于比较，一台笔记本电脑每小时耗电约100瓦，而人脑每天耗电约20瓦。大自然比我们先进得多，所以我们应该利用它。我们演示的原理可以应用于其他感官，如嗅觉、视觉和触觉。例如，一些动物具有惊人的能力来探测爆炸物或毒品；创造一个具有生物鼻子的机器人可以帮助我们保护人类生命，以一种今天不可能的方式识别罪犯。有些动物知道如何发现疾病。有的能感觉到地震。可谓欲与天公试比高！“

大自然的奇妙静静地在那里，千万年来等待着大家去发现！

Journal Reference:

Idan Fishel, Yoni Amit, Neta Shvil, Anton Sheinin, Amir Ayali, Yossi Yovel, Ben M. Maoz. Ear-Bot: Locust Ear-on-a-Chip Bio-Hybrid platform. Sensors, 2021; 21 (1): 228 DOI: 10.3390/s21010228

Tel Aviv University. "A robot able to 'hear' through the ear of a locust." ScienceDaily. ScienceDaily, 2 March 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210302104810.htm>.

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