02.25 靠機械裝置維持生命的螞蚱被設計嗅探爆炸物

移走,嗅探犬:現在有爆炸性的螞蚱。密蘇里州華盛頓大學的巴拉尼·拉曼和他的同事利用美國蚱grass的嗅覺來製造生物炸彈嗅探器。


靠機械裝置維持生命的螞蚱被設計嗅探爆炸物


在昆蟲中,觸角中的嗅覺受體神經元會檢測到空氣中的化學氣味。反過來,這些神經元將電信號發送到被稱為觸角葉的昆蟲大腦的一部分。每個螞蚱天線都有大約50,000個這些神經元。

靠機械裝置維持生命的螞蚱被設計嗅探爆炸物


為了測試炸彈的嗅探能力,研究小組將不同爆炸性物質的蒸氣吹到蚱antenna觸角上,其中包括三硝基甲苯(TNT)及其前體2,4-二硝基甲苯(DNT)的蒸氣。作為對照,他們使用了非爆炸性物質,例如熱空氣和苯甲醛,這是苦杏仁油中的主要成分。

通過將電極植入螞蚱的觸角葉中,研究人員發現,暴露於爆炸物後會激活不同組的神經元。他們分析了電信號,能夠區分爆炸性蒸氣和非爆炸性蒸氣,以及彼此。

該小組為螞蚱安裝了纖巧,輕巧的傳感器揹包,該揹包幾乎可以立即將其天線旁瓣的電活動記錄並無線傳輸到計算機。

在研究人員植入電極後的七個小時內,螞蚱繼續成功地探測到爆炸物,直到它們變得疲勞並最終死亡。

該過程固定了螞蚱,因此研究人員將它們放在輪式遙控平臺上,以測試它們在不同位置感知爆炸物的能力。當團隊將平臺移至其他位置時,螞蚱能夠檢測出炸藥濃度最高的地方。

該團隊還測試了結合來自多個螞蚱的感官信息的效果,因為在現實世界中,化學物質可能會被包括風在內的環境因素分散。

從七隻螞蚱中提取神經活動後,平均檢測準確度為80%,而單個蚱60為60%。

該項目由美國海軍研究辦公室資助,研究人員認為這些螞蚱可以用於國土安全目的。

該研究的侷限性在於,當同時存在多種氣味時,它無法測試螞蚱的炸藥探測能力。



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