利用蝗蟲辨別爆炸物

2020-11-10 臺海網

據外媒報導稱，美國聖路易斯華盛頓大學研究人員表示，已掌握利用蝗蟲嗅覺系統辨別爆炸物氣味的技術，在機械蝗蟲嗅探炸彈項目上取得重大進展。此項研究是該大學機器昆蟲傳感器項目的重要組成部分。研究人員希望利用蝗蟲嗅覺系統研發新型生物嗅覺傳感系統，用於爆炸物探測等安全領域。

研究人員稱，不同於人類，爆炸物氣味對蝗蟲來說並無特殊意義，所以先要確定蝗蟲能夠嗅探爆炸物氣味。在前期研究基礎上，研究人員通過優化生物感應系統，可探測到蝗蟲面對不同氣味時的神經元放電活動。通過解讀其信息，掌握蝗蟲在不同環境下對不同氣味的反應。隨後，研究人員將蝗蟲暴露在三硝基甲苯(TNT)、二硝基甲苯(DNT)和硝酸銨等爆炸物蒸汽中，發現蝗蟲有相似的反應模式。而且，蝗蟲的神經元對以上化學氣體的反應各不相同，這說明蝗蟲可以嗅探和區分不同爆炸物氣味。

在此基礎上，研究人員進一步考察蝗蟲辨明爆炸物氣味來源方向的準確性。由於氣味濃度隨距離增加而減弱，研究人員將一隻蝗蟲固定在可移動小車上，放入透明箱體內，並注入爆炸物蒸汽。在不斷移動小車的過程中，蝗蟲大腦會對不同濃度的爆炸物蒸汽作出反應。研究人員將此過程中蝗蟲大腦信號記錄下來，以此印證其對爆炸物方位的感應。數據顯示，暴露在爆炸物氣味中的蝗蟲在500毫秒內即會產生反應。為提升定位效果，研究人員通過多個生物體進行感應，以更有效地檢測目標化學物質，這類似於以前煤礦工人用金絲雀在井下探測瓦斯洩漏。

從項目發展過程看，將蝗蟲作為炸彈嗅探器並投入實際應用，需要解決3項技術難題：如何進行嗅探、如何讀取嗅探結果、是否可嗅探爆炸物。自2016年以來，該項目研究人員通過對蝗蟲嗅覺系統進行仿真，並記錄、解讀蝗蟲大腦對特定氣味的反應，研發出生物嗅覺傳感系統。同時，研究人員通過在蝗蟲翅膀上加裝納米材料製成的「紋身」，遙控蝗蟲向特定地點移動。這些「紋身」還可收集附近揮發性化學物質樣本，使研究人員能夠對其化學成分進行二次分析。這就解決了前兩項技術難題。此次研究突破第3項技術難題，使該項目朝實際應用更進一步。據悉，整個研究項目由美海軍研究辦公室資助。（成高帥）

（來源：中國國防報）

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