当机器人装上蝗虫的耳朵会产生怎样的效果？

以色列特拉维夫大学的研究团队开发了一种独特的生物传感器，能够识别简单的声波指令。该研究利用已故蝗虫的耳朵，使机器人具备了“听觉”功能。这项成果发表在《芯片上的耳朵：蝗虫芯片耳生物杂交平台》一文中，通讯作者是特拉维夫大学工程学院和神经科学学院联合培养的跨学科硕士Idan Fishel。

研究团队首先设计了一个能识别声音的机器人，然后与生物学家合作，将蝗虫的听觉系统与其定制的3D微流控芯片结合在一起。这个芯片的设计使得耳朵能够在长时间内保持功能，并且可以安装在小型移动机器人平台上。此外，该芯片配备了定制电极，可以测量耳朵的生理反应并将信号传递给机器人。机器人内置了所有必要的电子设备，如前置放大器和电路板，并运行不同算法来控制自身的行为。实验结果显示，机器人可以通过蝗虫的耳朵“听到”声音：单次拍手会使机器人向前移动，而连续两次拍手则会让机器人向后退。

尽管这些动作非常简单，但其背后的意义重大。为了使已故蝗虫的耳朵保持活性，研究人员开发了一种“芯片上的耳朵”装置，确保耳朵能够持续获得氧气和营养，从而维持其功能。Maoz博士解释说：“实验室研发的‘芯片上的耳朵’是一个特殊设备，它能在整个实验过程中保持耳朵的生命状态，通过供给氧气和养分，同时允许提取并放大电信号，并将其传输到机器人。”

Maoz博士进一步指出：“我们的团队在处理蝗虫听觉系统方面积累了丰富经验，成功实现了耳朵特征的分离和鉴定。我们建造了机器人，并开发了相应的代码，使机器人能够响应电听觉信号。”

研究初期，团队探索了如何将生物系统的优点融入技术系统中，特别是利用蝗虫的听觉作为机器人的传感器。Maoz博士表示：“我们选择听觉是因为它容易与现有技术对接，不像嗅觉那样面临更多挑战。”

他补充道：“我们的目标是用一只死蝗虫的耳朵取代机器人的电子麦克风，利用其检测环境中的电信号，例如空气中的振动，并通过特殊芯片将蝗虫的听觉输入转化为机器人输入。”

研究团队认为，生物系统与机器人技术的结合，相较于单纯使用机器人，具有独特优势。“它们体积小，因此成本低且效率高。”Maoz博士表示，他们希望“芯片上的耳朵”只是个开始，未来能推动更多生物系统的集成。

Maoz博士还提到：“与电子系统相比，生物系统耗能极低，更加经济高效。例如，人脑每天消耗大约20瓦能量，而笔记本电脑每小时消耗约100瓦。自然界有许多先进技术值得我们借鉴。蝗虫听觉机器人的原理同样适用于嗅觉、视觉和触觉。例如，某些动物拥有探测爆炸物或毒品的能力，通过制造配备生物嗅觉器官的机器人，可以帮助执法部门识别犯罪分子。一些动物还能提前感知疾病或地震。”

特拉维夫大学的研究表明，通过利用蝗虫“芯片上的耳朵”作为听觉传感器，成功开发出集成的生物混合平台，为未来更高效的传感器研究奠定了基础。