日研发能跟踪气味信息的小型机器人

在物理学家组织网近期的报道中，日本东京大学的科学家们正在研究一种创新的机器人技术，它能够追踪气味信息。这个技术基于一种特别的理念——借助雄蚕蛾的自然本能来驱动一种小型两轮机器车。

这些科学家们选择雄蚕蛾作为他们的“驾驶员”，因为它们具有一种独特的“交配之舞”。当受到雌蚕蛾释放的性信息素刺激时，雄蚕蛾会采取一种与众不同的行走方式，沿着折尺形路线前进，同时伴随着转身和超过360度的旋转。这种自然行为引起了研究团队的极大兴趣，他们决定模仿这种机制来开发一种新型的移动机器人。论文的领导作者、东京大学的安藤德康表示：“我们希望通过模仿雄蚕蛾的神经与运动机制，开发出一种能够追踪气味的‘人工脑’，并将其安装在移动机器人上。”

这个机器车的构造十分独特，前端配备了一个可以自由运动的聚苯乙烯小球，就像计算机鼠标里的小球一样，可以控制整个机器车的行动。研究人员将蚕蛾附着在这个小球上，利用蚕蛾的自然行为来引导机器车行动。机器车前面还有两个40毫米的风扇，它们能够将空气中的性信息素吹向蚕蛾，模拟蚕蛾翅膀拍打空气的场景，使其超灵敏的气味“天线”得以发挥作用。

在实验中，研究人员在一个1800毫米长的风道两端分别放置了信息素和机器车。参与实验的14只蚕蛾都能够成功地引导机器人到达味源。他们还进行了一项有趣的转弯实验，通过调整机器车一个马达的功率来模拟不平衡的自行车骑行情况。蚕蛾在这种情况下需要不断调整自身位置和方向才能到达目的地。安藤解释说：“我们要了解蚕蛾是如何克服不利位置的，这对我们未来设计和制造能够灵活应对各种情况的机器人具有重要的启示作用。”

该研究的重要性在于气味追踪和机器运动之间的时间延迟效应。由于未来机器人在跟踪气味时，其上的化学传感器需要一个短暂的反应和处理时间，因此了解并优化这一过程中的时间延迟对于提高机器人的性能至关重要。安藤补充说：“大多数化学传感器如半导体传感器都有较慢的反应速度，无法即时探测气味的动态变化。我们在将昆虫传感—运动系统应用到人造系统时，必须充分考虑这些因素。”这项研究的结果将为选择适当的传感器和模型提供重要的指标。