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微型生物米乐m6 在机器人创新中的应用

时间:2021-04-08 点击次数:

声源定位、分离声源、分离后的声音识别是机器人听觉的三个主要功能。

它的听觉性能主要取决于它在噪声环境下的实时性和鲁棒性,以及对各种机器人和硬件配置的灵活性。

简单地说,机器人要“听到”声音,就需要麦克风阵列把声音信号🉐转换成电子信号,然后通过电子信号的处理来获取声音中包含的信息。

制造机器人听觉,当然,说的容易做的难。

它的听觉系统需要感知、机械、控制等因素的协调配合,可❀谓涵盖了多门学科,要想做到像人耳一样(听觉的类型、内容、来源、距离、方向等等都可以听得清楚)是很难的。


微型压式米乐m6
LFC-08

既然生物耳朵是很难模仿的,那么直接将生物耳朵“接”到机器人上,可行吗?在经历了数亿年的进化之后,昆虫已经获得了自然界中一些最有效能和力量的感受器,如果将它们当作米乐m6 来看待的话,与许多人工感受器相比,这种感受器的优点就是体积小、重量轻、耗电少,而且可以适应变化的环境。

特别是在听觉方面,昆虫的听觉米乐m6 经过多次进化,已能发挥场景分析、沟通等功能,具有很高的多样性,具体而言:

形态学上,它的耳朵可以是近场敏感的触角或远场敏感的鼓膜。

功能性的,可以是窄带过滤器(蚊子)或宽带米乐m6 (夜蛾)。

神经系统治疗中,干预神经元(雄蚊耳)可为1个(夜蛾)或1000个(雄蚊耳)。

而且沙漠蝗虫的耳朵比较敏感,所覆盖的频率范围较广,可以作为从神经系统中读取电生理信息的良好模型。

迄今为止,还没有任何研究表明生物混合机器人平台可以通过生物米乐m6 对声音作出响应。添加到机器人平台上的生物米乐m6 有两个优点:一是它的行为、能力可与天然蝗耳相比较;二是它可与纯技术设备(麦克风阵列)相比较。将蝗虫耳朵“接”到机器人上的研究小组该怎么做?

简单地说,Ear-Chip是一种蝗虫耳片,它可以用作机器人的听觉米乐m6 。

这一研究小组利用了微生理系统(MPS,也称为器官芯片)的最新进展,即“人体器官芯片技术”。

人类器官芯片是一项新兴的前沿技术,它是🎉一种以芯片为载体,以玻片大小构建起来的器官生理微系统,它包括器官微环境的关键元素,如活体细胞、组织界面、生物流体等,因此可以在体外模拟人体组织器꧂官的主要结构和功能特征以及器官之间的联系。人类器官芯片技术的背后是多学科交叉融合的结果,2016年被列为十大新兴技术之一。

事实上,Ear-Chip的设计可以让蝗虫耳朵长时间💖的存活,✤同时也保证了它可以放在一个移动的小型机器人平台(如图a所示)。

值得注意的是,该研究小组在SolidWorksCAD软件中设计了芯片,然后用生物相容𒅌性牙科透明树脂进行3D打印,最终成♚功制造出一种持久耐用的微型感应装置。

在此基础上,研究小组提出了模块化组织支持和自定义信号分析算法。

与此同时,Ear-Bot装备有自定义电极🌱,可以测量耳朵的电生理反应,并将其传送给机器人。正如上图b所示,机器人还集成了处理信号和运行不同算法所需的所有电子设备(包括前置放大器,电路♓板等)。

除自定义芯片Ear-Chip和电极外,这个机器人平台还包括一个信号放大器,一个控制器和一个信号处理系꧃统来🐎响应来自不同方向和距离的声音,具体效果是什么?

试验显示,Ear-Bot对声音的反应类似于用麦克风作为输入所表现出来的反应。

蝗虫的耳朵通过拍打它们的手来识别声音,把声音转换成电子信号,然后把信号传给🦂机器人的电生理测量系统、控制器和信号处理系统。

值得注意的是,Ear-Bot系统可以区分马达和拍手声,这是一种混合噪音。也就是蝗虫的耳朵对各种频率都比较敏感,能够对真实的声音作出反应。很明显,Ear-bot可以对来自不同方🦹向和距离的声音作出反应。

对自然现象和规律,米乐m6 应该挖掘得更深,利用得更好,米乐m6 证明的这个原理实际上也可以用在其它感官上,比如气味、视觉和触觉上。举例来说,某些动物拥有惊人的发现爆炸物,药物的能力,也许米乐m6 可以使用生物米乐m6 来制造一个拥有生物感觉器官的机器人。

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