科学家受蜘蛛启发的传感器提高无人机的性能

近日，普渡大学的研究团队借鉴了大自然的灵感，为自动驾驶汽车和无人机设计出了新型传感器。这些传感器的设计理念源于蜘蛛、蝙蝠、鸟类等生物的机械感受器，这些生物通过自身的传感器来检测和处理生存所需的重要信息。

普渡大学的机械工程助理教授Andres Arrieta指出，现代智能系统已经能够收集到海量的数据，但数据的增长速度已经超出了传统计算机的处理能力。为了应对这一挑战，研究者们从自然世界中汲取灵感，开发出新型机械传感器。这些传感器能够像生物一样过滤掉无关紧要的信息，只保留对机器运行至关重要的数据。

以蜘蛛为例，它们的机械传感器位于腿上，能够检测到蜘蛛网上与猎物或配偶相关的振动频率。当蜘蛛网受到振动时，机械传感器会迅速做出反应。而普渡大学的研究团队受此启发，将类似的传感器集成到自主机器的外壳中。这些传感器不仅能够快速感知和过滤信息，还能进行计算，并且无需电源。

研究人员在ACS Nano杂志上发表的论文中详细介绍了这种受蜘蛛启发的机械传感器。它们设计的传感器能够定制检测预定的力量，并且当力量达到一定水平时，机械感受器会从一种状态切换到另一种状态，从而进行计算。普渡大学与新加坡南洋科技大学和苏黎世联邦理工学院的研究团队合作，利用这些开关状态来解释信号。

Arrieta教授表示，这些人工机械传感器由于具备高硬度和快速感知、过滤和计算的能力，因此能够在各种尺寸下的自主机器中应用。传感器材料被设计成在外力作用下快速改变形状，通过形状变化来使导电粒子相互靠近，从而携带信号。最重要的是，借助机器学习算法，我们可以训练这些传感器以最小的能耗自主工作。

这一研究的成果不仅展示了自然与科技的完美结合，还为未来的自动驾驶汽车和无人机的研发提供了新的思路。未来，随着这些技术的不断完善，我们的生活将变得更加便捷和智能化。viaNeelectronics PConline编译作者栗子