狗鼻子仿生技术升级颗粒检测传感器

狗鼻子仿生技术升级颗粒检测传感器

在美国国家标准与技术研究所(NIST),工程师们有效地利用了狗的仿生技术来提升颗粒检测技术。

长期以来,人们一直知道狗的嗅觉比我们的要好,但是什么机制使这成为可能一直让我们困惑。现在,工程师们发现了狗是如何嗅出从炸弹到疾病的一切的。

第一步是了解狗鼻子的工作原理

在《科学报告》上发表的一篇文章中,研究人员讨论了狗“[不]”遭受的许多当前蒸气检测技术的限制。目前,研究人员说有两种主要的传感器技术:被动方法和吸引力法。虽然这两种方法都相对有效,但与犬鼻相比,它们相形见绌。具体来说,吸引法“受到了有限的空气动力学‘触及范围’”的困扰。

与此相反,狗鼻子的解剖结构使它们能够更有效地检测到蒸气。正如你所预料的,狗在嗅气时将空气直接吸入鼻孔。然而,这些空气在呼气时却被分流到两侧。有趣的是,这种空气循环“防止了气味样本在鼻子前面被吹掉”,同时“有效地扩展了空气动力学触及范围。”

将仿生技术应用到现代传感器

工程师们利用以前研究的数据将这些机制应用到当前的蒸气传感器上。有趣的是,研究人员甚至3D打印了一只狗鼻子来测试他们观察到的现象。通过流动可视化,他们能够看到狗在吸气和呼气时空气中发生的变化。

根据BoingBoing的报道,研究人员“…成功实现了持续绘制化学传感器设计检测能力的16倍增加。”值得注意的是,研究人员使用的是商业可用的传感器。根据该研究,“从狗身上学到的这些经验可能有益于下一代蒸气采样器…并可能为优化气味云采样的未来生物启发设计提供信息。”

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