仿生傳感器在未來的應用前景是非常好的，畢竟仿生傳感器是機器人必不可少的組成。為增進大家對仿生傳感器的認識，本文將對仿生傳感器中的聽覺視覺傳感器、觸覺傳感器、生物傳感器予以介紹。如果你對仿生傳感器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、仿生嗅覺系統(tǒng)

電子鼻是受生物嗅覺原理的啟發(fā),將現代傳感技術、電子技術和模式識別技術等工程手段緊密結合研制成的新穎仿生檢測儀器.通常,樣品揮發(fā)的氣味與陣列中多個氣敏傳感器反應,將化學信號轉換成電信號,然后經過一系列放大降噪調理、基線校準或歸一化等預處理過程,獲取并增強該樣品所對應的綜合指紋信息,再從中提取合適的特征輸入到特定的模式識別算法,最終完成對樣品的定性或定量辨識。

與生物嗅覺的結構和功能相比較,電子鼻氣室內的氣敏傳感器陣列相當于鼻腔上的嗅上皮, 具有交叉敏感的化學傳感器則相當于對多種氣味分子敏感的嗅神經元,其作用都將氣味的化學信息轉換為電信息;預處理的功能類似于嗅球內信號的整合與增強;模式識別原理,特別是人工神經網絡(ANN)方法,則一定程度上模擬了大腦皮層信息編碼、處理和存儲等過程。

氣敏傳感器陣列實現了氣味信息從樣品空間到測量空間的轉換，是電子鼻信息處理的關鍵環(huán)節(jié)。不同傳感原理和制作工藝的氣敏傳感器豐富了電子鼻對氣味信息的獲取途徑，常用的有金屬氧化物半導體(MOS),石英晶體微天平(QCM)、導電聚合物(CP)、 聲表面波(SAW)等。構建陣列的傳感器除了應該滿足響應快且可逆、重復性好,靈敏度高等條件,還必須對各種氣味廣譜敏感(弱選擇性),并且陣列中各傳感器對同種氣味要交叉敏感,以保證從有限數量的傳感器中獲取更多的氣味信息。通常,從傳感器陣列中獲取的原始信號數據量很大,需要先對其進行特征提取,將模式從較高維的測量空間變換到較低維的特征空間,而模式識別過程則是將特征空間劃分為分類空間的過程，它是電子鼻智能化的核心單元。

二、聽覺和視覺傳感器

聽覺傳感器主要指語音識別，它是將聲音信號經過檢測轉換電路轉化為相應電信號，再通過信號處理來進行識別。實現語音識別的集成電路典型型號有TMS320CSOPQ和TMS320CGBL等。聽覺傳感器的典型應用是能使機器人實現“人—機”對話。視覺傳感器是從整幅圖像捕獲光線的數以千計的像素點，通過對圖像的處理用來檢測對象的形狀、位置、方向及明暗等特征。它包括位置覺傳感器和色覺傳感器，主要是用電視攝像機和計算機技術來實現的。通過色覺傳感器檢測對象物體的有無，再通過位置覺傳感器判斷對象物體的位置及形狀特征，最后通過計算機處理，提取并識別對象特征。接近覺傳感器是一種特殊的視覺傳感器，它只感知距離信息，根據距離信息判斷對象特征。

三、觸覺傳感器

觸覺也正在被人工仿真用于研制人工觸覺器。美國伊利諾斯大學的研究人員研制了一種像頭發(fā)一樣的觸覺傳感器。許多動物和昆蟲都能用其毛發(fā)辨別許多不同事物,包括方向、平衡、速度、聲音和壓力等。這種人造毛發(fā)是利用性能很好的玻璃和多晶硅制造的,通過光刻工藝由硅基底刻蝕出來的。這種人造發(fā)毛的大型陣列可用于空間探測器上,其探測周圍環(huán)境的能力遠遠超出當今己有的任何系統(tǒng),美國宇航 局目前正積極參與這項研究。這種傳感器面臨的最大挑戰(zhàn)是產生的數據量太大。為避開這一問題,研究人員首先研究和模仿了人類自身觸覺系統(tǒng)的工作。每個手指大約有2 0 0根神經,而且還有錯綜復雜的表皮紋理,所以它產生的數據量之多連大腦都難以處理。但是由于皮膚的彈性就像一個低通濾波器,能濾掉一些細枝末節(jié),所以才使大腦的這項處理簡化可行。研究者正利用仿生技術解決人造毛發(fā)數據量過大的問題。

四、生物傳感器

生物傳感器是在基礎傳感器上在耦合一個生物敏感膜而形成的，是一類特殊的傳感器，它以生物活性單元(如酶、抗體、核酸、細胞等)作為生物敏感單元，對目標測物具有高度選擇性的檢測器。生物傳感器是一門由生物、化學、物理、醫(yī)學、電子技術等多種學科互相滲透成長起來的高新技術。因其具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、成本低、在復雜的體系中進行在線連續(xù)監(jiān)測，特別是它的高度自動化、微型化與集成化的特點，使其在近幾十年獲得蓬勃而迅速的發(fā)展。在國民經濟的各個部門如食品、制藥、化工、臨床檢驗、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)測等方面有廣泛的應用前景。生物傳感器的研究開發(fā)，已成為世界科技發(fā)展的新熱點，形成21世紀新興的高技術產業(yè)的重要組成部分，具有重要的戰(zhàn)略意義。

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