嗅覺機器人 搜救、查緝禁品新助力

編譯/韋士塔 |2023.07.01
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編譯/韋士塔

機器人是由晶片、線路及多種人造材料組裝而成的裝置,也具備各種功能;科學家不斷嘗試提升機器人的功能,其中一項方法是讓冰冷的機械與真實的生命體結合,創造半人、半機械的仿生機器人。

以色列特拉維夫大學(Tel Aviv University)的研究團隊宣布,他們已開發一款安裝真實昆蟲觸角的嗅覺機器人,能夠成功地「聞」到檸檬、糖等物品。

特拉維夫大學的生物醫學工程師茂茲(Ben Maoz)表示,這是全球第一款使用生物感測器(蝗蟲觸角)來辨識味道的仿生機器人。茂茲解釋:「蝗蟲的『天線』能依據不同氣味產生獨特的信號,不須透過腦部分辨。」

研究團隊在發表於《生物傳感器和生物電子學》(Biosensor and Bioelectronics)期刊的報告指出,他們使用一種獨特的裝置延長真正的蝗蟲觸角的壽命,接著把「天線」連結到一具小型的輪式機器人,模擬人類如何依據嗅覺探索世界。

研究團隊指出,蝗蟲觸角的嗅覺極為靈敏,他們採用一種稱為「觸角電圖」(electroantennogram)的技術,記錄蝗蟲觸角接觸不同氣味產生的變化,並記錄與氣味相關的電子活動,接著把辨識結果與能分析訊號的人工智慧(AI)工具加以整合,組成這款生物混合機器人(biohybrid robot)。初步測試的結果顯示,這款嗅覺機器人的準確度,是目前一些氣味探嗅專用設備的近1萬倍。

茂茲表示:「氣味是我們了解世界的方式之一,我們透過氣味來識別食物、香氣等好東西,也能察覺煤氣洩漏 、食物腐壞等問題。開發這款機器人的目的,是幫助我們識別人類或其他動物仍無法以嗅覺辨識的東西。」

茂茲舉例,目前機場安檢工作除了以X光掃描、安檢員檢查,也常動用嗅探犬,藉此查緝毒品、爆炸物及各種違禁品;如果能加入有嗅覺的生物混合機器人,檢查效率會更高。

研究團隊經過測試,決定採用昆蟲的觸角進行試驗。茂茲表示,昆蟲接受與處理感官信號的能力在動物界首屈一指,若與機器裝置結合,加上AI的深度學習功能,辨識能力會更強大。他並指出,嗅覺機器人未來可望應用在安檢、食安等領域,甚至可能用來探測疾病。例如,美國密西根州立大學(Michigan State University)的研究人員去年曾發表一套系統,嘗試利用手術改造蝗蟲來檢測癌細胞。

茂茲強調,生物混合機器人仍處於開發初期階段,不過,目前的成果已經證實,機器人與生物感測工具的結合,確實有可能實現,且應用領域「沒有極限」;除了嗅覺,視覺或許也是科學家未來尋求突破的領域。

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