给机器人装上蝗虫耳朵里面，以色列科学家完成生物传感器新突破

简单而言，要想让机器人 “听到”，就必须麦克风阵列将响声数据信号变换为电子信号，接着历经对电子信号开展解决，得到响声包括的信息内容。

自然，打造出机器人听觉系统，说起来非常容易做起來难。

机器人的听觉系统系统软件必须感测器、机械设备、操纵等要素的融洽相互配合，可以说包含了好几个课程，要努力做到像人耳能那般（能听辨出响声种类、內容、来源于、近远、方向等）是一件艰难的事儿。

那麼，即然效仿生物耳朵不容易，那麼立即把生物耳朵 “接”在机器人的身上，行得通吗？

实际上，这一有点怪异乃至能够说成残酷的念头来自于非洲特拉维夫高校的一个研究工作组。

不久前，该精英团队名为 Ear-Bot: Locust Ear-on-a-Chip Bio-Hybrid Platform（耳朵机器人：昆虫耳朵集成ic生物混和服务平台）的研究成效宣布发布于《传感器》杂志期刊。

生物耳朵有什么优点？

此项研究中，研究精英团队选中的主人公是昆虫。

缘故取决于，历经数千万年的演变，虫类早已得到了一些大自然中更为高效率强劲的认知人体器官，假如把这种认知人体器官看作传感器，那麼对比诸多人工合成传感器，这类传感器的优点取决于体型小、重量较轻、功能损耗低、可适用变化多端的自然环境。

尤其是在听觉系统层面，虫类的听觉系统传感器历经数次演变，早已能够充分发挥情景剖析、沟通交流的作用，拥有高宽比的多元性，实际看来：

• 形状上，其耳朵能够是线下比较敏感的触须，还可以是远场比较敏感的耳鼓。

• 作用上，能够是捷变过滤装置（蚊虫），还可以是宽带网络传感器（夜蛾）。

• 神经系统解决上，能够只有一个神经细胞（夜蛾），还可以有数千个干涉神经细胞（男性蚊虫耳朵有 15000 个神经细胞）。

而沙漠蝗虫耳朵比较比较敏感，所包含的頻率覆盖面广，能够被做为一个非常好的从中枢神经系统载入膜片钳信息内容的实体模型。

研究精英团队表明：

迄今为止，都还没哪种研究证实生物混和机器人服务平台（bio-hybrid robotic platform）可以根据生物传感器对响声作出反映。在机器人服务平台上添加生物传感器，能够有两层面优点，一是能够将其个人行为、工作能力与特点独特的当然蝗耳开展较为，二是能够将其与单纯的技术装备（麦克风阵列）开展较为。

把昆虫耳朵 “接”在机器人的身上

研究精英团队是怎样做的呢？

毕业论文表明，研究精英团队设计方案了一个生物混和服务平台 Ear-Bot，它集成化了沙漠蝗虫的听觉系统系统软件做为感测器键入，与一个挪动机器人服务平台相互连接。

简单而言便是，打造出一个昆虫耳朵集成ic Ear-Chip，将其做为机器人的听觉系统传感器。

在这个全过程中，精英团队运用到微生理学系统软件（MPS，也称集成ic上的人体器官 OoC）的全新发展趋势，也就是 “内脏器官半导体技术”。

内脏器官集成ic是一项新起的前沿科技，简易而言是指一种在盖玻片尺寸的集成ic上搭建的人体器官生理学微系统，包括着活体细胞、机构页面、生物液体等人体器官微自然环境的重要因素，因而能够在身体之外仿真模拟人体细胞人体器官的关键构造作用特点及其人体器官间的联络。内脏器官半导体技术身后是多课程的交叉式聚集，曾在 2016 年被列入十大新起技术性之一。

实际上，Ear-Chip 的设计方案能促使昆虫耳朵长期性生存，另外也确保了它能被置放在挪动的中小型机器人服务平台上（如下图 a 所显示）。

值得一提的是，研究精英团队根据 SolidWorks CAD 手机软件对集成ic开展了设计方案，随后根据 三维 复印生物相溶性口腔科全透明环氧树脂开展集成ic的制做，最后取得成功地造就了一种长久的小型磁感应设备。

根据此，研究精英团队建立了模块化设计的机构适用和数字信号处理自定优化算法。

另外，Ear-Bot 还配置了订制电级，可精确测量耳朵的电生理需要，并将其传送给机器人。如圖 b 所显示，机器人还集成化了解决数据信号和运作不一样优化算法需要的全部电子产品（包含前置放大器、线路板等）。

除开订制集成ic Ear-Chip 和电级之外，该机器人服务平台还包含一个信号增强器、一个控制板和信号转换器系统软件（CSPS）

回应来源于不一样方位和间距的响声

那麼，实际实际效果怎样？

试验说明，Ear-Bot 对响声的回应与应用话筒做为键入所展现的回应相近。

研究工作人员拍拍手，昆虫耳朵便会鉴别出响声并将其变换为电子信号，并将其传送至机器人的膜片钳检测系统、控制板和信号分析系统软件。

值得一提的是，Ear-Bot 系统软件可以在掺杂的噪音中区别出电动机和拍手的声音。

换句话说，昆虫耳朵对各种各样頻率都比较比较敏感，可对真正的响声作出反映。如下图所显示，其最好回应在 3.5 kHz（±2）上下，对来源于不一样方位的响声的回应无明显转变，且对间距在 5-35cm 中间的响声回应无差别。

由此可见，Ear-bot 可以对来源于不一样方位和间距的响声作出反映。

针对所述研究成效，毕业论文共同编撰的者之一 Ben M. Maoz 博士研究生表明：

大家理应更加深层次地去发掘、运用大自然的状况和规律性，大家证实的这一基本原理实际上还能够用以别的感观，比如味道、视觉效果和触感等。比如，一些小动物在发觉爆款、冰毒层面拥有令人震惊的工作能力，也许我们可以建立具备生物鼻部的机器人。

毫无疑问，当然通常在于科学研究一步，希望专家以当然为设计灵感，产生大量前沿技术进度。