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利用蝗虫辨别爆炸物
作者:sbobet   发布时间:2020-11-16 13:12

  据外媒报道称,美国圣路易斯华盛顿大学研究人员表示,已掌握利用蝗虫嗅觉系统辨别爆炸物气味的技术,在机械蝗虫嗅探炸弹项目上取得重大进展。此项研究是该大学机器昆虫传感器项目的重要组成部分。研究人员希望利用蝗虫嗅觉系统研发新型生物嗅觉传感系统,用于爆炸物探测等安全领域。

  研究人员称,不同于人类,爆炸物气味对蝗虫来说并无特殊意义,所以先要确定蝗虫能够嗅探爆炸物气味。在前期研究基础上,研究人员通过优化生物感应系统,可探测到蝗虫面对不同气味时的神经元放电活动。通过解读其信息,掌握蝗虫在不同环境下对不同气味的反应。随后,研究人员将蝗虫暴露在三硝基甲苯(TNT)、二硝基甲苯(DNT)和硝酸铵等爆炸物蒸汽中,发现蝗虫有相似的反应模式。而且,蝗虫的神经元对以上化学气体的反应各不相同,这说明蝗虫可以嗅探和区分不同爆炸物气味。

  在此基础上,研究人员进一步考察蝗虫辨明爆炸物气味来源方向的准确性。由于气味浓度随距离增加而减弱,研究人员将一只蝗虫固定在可移动小车上,放入透明箱体内,并注入爆炸物蒸汽。在不断移动小车的过程中,蝗虫大脑会对不同浓度的爆炸物蒸汽作出反应。研究人员将此过程中蝗虫大脑信号记录下来,以此印证其对爆炸物方位的感应。数据显示,暴露在爆炸物气味中的蝗虫在500毫秒内即会产生反应。为提升定位效果,研究人员通过多个生物体进行感应,以更有效地检测目标化学物质,这类似于以前煤矿工人用金丝雀在井下探测瓦斯泄漏。

  从项目发展过程看,将蝗虫作为炸弹嗅探器并投入实际应用,需要解决3项技术难题:如何进行嗅探、如何读取嗅探结果、是否可嗅探爆炸物。自2016年以来,该项目研究人员通过对蝗虫嗅觉系统进行仿真,并记录、解读蝗虫大脑对特定气味的反应,研发出生物嗅觉传感系统。同时,研究人员通过在蝗虫翅膀上加装纳米材料制成的“纹身”,遥控蝗虫向特定地点移动。这些“纹身”还可收集附近挥发性化学物质样本,使研究人员能够对其化学成分进行二次分析。这就解决了前两项技术难题。此次研究突破第3项技术难题,使该项目朝实际应用更进一步。据悉,整个研究项目由美海军研究办公室资助。

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