嗅覺機器人搜救、查緝禁品新助力

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-07-01

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生物合成機器人，可執行需要辨識氣味的任務。圖／網路

研究人員發現蝗蟲的天線，能依據氣味產生獨特信號。圖／網路

目前檢查毒品、爆炸物，仍仰賴受過訓練的嗅探犬。圖／網路

研究人員開發有嗅覺的生物合成機械人。圖／網路

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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