Literature
Home医药经济生物技术生物芯片

美开发出人工胡须阵列

来源:科技日报
摘要:美国两名工程人员通过研究鼠类胡须,在深入掌握鼠类将胡须探测的外界信息传输给大脑的途径后,开发出了具有工程应用价值的人工胡须阵列。在自然界,许多哺乳动物利用它们的胡须来探索周围的环境和在大脑中建立物体的三维图形。例如,啮齿动物就是用自己的胡须鉴别物体大小、形状和材质,海豹则用胡须追踪它们的捕猎对象。......

点击显示 收起

        美国两名工程人员通过研究鼠类胡须,在深入掌握鼠类将胡须探测的外界信息传输给大脑的途径后,开发出了具有工程应用价值的人工胡须阵列。该成果发表在新近出版的英国《自然》杂志上。  

  在自然界,许多哺乳动物利用它们的胡须来探索周围的环境和在大脑中建立物体的三维图形。例如,啮齿动物就是用自己的胡须鉴别物体大小、形状和材质,海豹则用胡须追踪它们的捕猎对象。  

  美国西北大学麦考密克工程和应用科学学院生物医学工程和机械工程助理教授米特拉•哈特曼和她指导的研究生约瑟夫•所罗门模仿哺乳动物的胡须,开发出了人工胡须阵列。演示表明,人工胡须阵列可以“感觉”到物体的形状和液体流动两种信息。哈特曼表示,人工胡须阵列如同鼠类胡须的复制品,能够获得任何物体的三维图形。该技术有望今后用在生产线、管道或水下机器上。  

  鼠类的胡须实际上只作一维运动,即以其根部为顶端作小范围的旋转运动,并基本同地面平行。当胡须遇到物体时,会出现回弯、向上或向下等情况。胡须的这种机械弯曲能激活胡须根部小囊中数以千计的“感觉受体”,继而“感觉受体”向大脑发出相应的神经信号,并在大脑中产生物体的三维图像。  

  在人工胡须阵列探测物体形状的演示中,哈特曼和所罗门特意选择了外形复杂的小型头形雕塑。当人工胡须阵列“扫过”雕塑时,胡须出现弯曲引起张力变化,从而显示出雕塑不同点的位置。采用计算机软件将测量的点连接起来,便获得了代表雕塑的三维图形。此外,哈特曼还利用略有差异的人工胡须阵列,测量了流体的速度和方向。



  新浪科技讯  据物理学家组织网10月10日报道,美国西北大学研究人员开发出一种可安装在机器人上的胡须,能模仿哺乳动物胡须的能力,感知周围的物体。  

  为数众多的哺乳动物都能利用胡须探索周围环境,构建它们所处世界的三维图形。例如,啮齿动物可利用胡须来确定物体的大小、形状和质地,而海豹能用胡须跟踪猎物的流动痕迹。

  美国西北大学两位工程师长期以来一直在研究老鼠的胡须,以便更好了解胡须发出的机械信息如何传递给大脑,同时开发出适于工程应用的胡须装置。西北大学麦考密克工程暨应用科学学院生物医学工程学和机械工程学助理教授米特拉·哈特曼及其辅导的研究生约瑟夫·所罗门现如今已开发出可安装在机器人上的胡须,这种奇特的胡须能感知二维空间,模仿哺乳动物胡须的能力。

  他们还发现,“机器人胡须”能够感知有关物体形状和流体流动的信息。10月5日出版的《自然》杂志上刊登了一篇有关“机器人胡须”的论文。这种胡须也许能应用于装配线、陆地自动探测器或水下机器人。哈特曼说:“我们发现,每根胡须底部的力矩可被用来形成对周围环境的三维空间图形。我们利用这一原则来排列机器人胡须顺序,它们在许多方面都非常接近地模仿老鼠胡须。”她认为,这项技术也许能被用于形成几乎所有固体物体的三维图形。

  老鼠胡须在一维空间内的移动相当活跃,能在一个大约同地面平行的平面内旋转它们的胡须底部。一旦胡须碰到物体,它们就会根据同物体接触的方位不同,向后、向上或向下弯曲。胡须的机械弯曲会激活胡须底部毛囊处的数千个感受器,接着,这些感受器会向大脑发送神经信号,从而在大脑中形成一幅有关这个物体的三维图形。

  哈特曼和所罗门发现,他们的“机器人胡须”通过在一个小雕像顶部上下摆动,收集有关物体形状的信息。当胡须在物体周围移动时,变形测量器就会感知胡须的弯曲度,从而确定雕像顶部的不同位置。接着,一个电脑程序会“将许多点连在一起”,形成这一物体的三维图形。两位研究人员还发现,稍有不同的胡须序列还能确定流体流动的速度和方向,这很大程度上同海豹跟踪猎物经过的痕迹一样,在其中一个序列上,胡须在被拉宽后,可提供更多表面区域信息。
作者:
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具