什么是防生傳感器？

目前對仿生傳感器的研究尚處于初級階段，其技術還在發(fā)展完善之中。機器人就是一個典型的仿生裝置。在研制機器人的過程當中，科學家和工程技術人員對人的種種行為如

視覺、聽覺、嗅覺和思維等進行模擬，研制出了很多能夠自動捕獲信息、處理信息、模仿人類的行為裝置，我們把這些裝置稱為仿生傳感器。

仿生傳感器是一種采用新的檢測原理的新型傳感器，它采用固定化的細胞、酶或者其他生物活性物質與換能器相配合組成傳感器。仿生傳感器是通過研究和利用生命有機體的分子結構來設計和改進傳感器的工藝 ，使傳感器具有某些生物的獨特性能。這項研究工作大部分是跨學科的，不但涉及基礎學科如物理、化學和生物學，還涉及一些專門學科，如材料科學，電子工程學和計算機科學等。仿生傳感器研究的目標是開發(fā)人體感覺器官的替代品，其特點是能夠模擬某些生物體功能，像人體感覺器官那樣工作，發(fā)出信息，產生響應，其應用領域遍及生物醫(yī)學中人體感受器官的診斷和修復、智能機器人、食品、環(huán)境，大氣污染的監(jiān)測、軍事安全、化學和生物武器以及反愷怖等十分廣泛的領域。

生物結構的功能是綜合性的，而不是像計算機部件那樣需分別開發(fā)。仿生學工程所面臨的一個挑戰(zhàn)是研制綜合系統(tǒng)，它類似于微電機系統(tǒng)(MEMS) ，兩者 都集成了電子和機械裝置。但是，MEMS是通過功能組合構成的，而仿生分層系統(tǒng)的電子裝置是整體中不可分割的一部分。仿生結構需要用較厚的層來制造，而電子裝置必須具有很精細的尺寸，因此需要結合使用這兩種不同的工藝過程。

制造綜合系統(tǒng)就需要典人傳感器，包括壓電和光學傳感器。仿生綜合系統(tǒng)的表面將裝備大量的傳感器，用以感知周圍的環(huán)境。

科學家們正在研究為什么一種名為Melanophila的甲蟲 能遙感50千米以外森林火災引起的紅外輻射。這種甲蟲會群聚在森林火災附近，在樹皮的內側產卵。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種甲蟲具有一種獨特的結構，幫助它們探測紅外輻射。甲蟲翅膀下的磯式結構包含70個很小的洋蔥狀結構，能起到紅外傳感器的作用。當適當?shù)牟ㄩL撞擊到洋蔥狀結構時，它的體積增加，對枕皮構成壓力，近而觸發(fā)神經(jīng)元，促使甲蟲開始搜尋熱源?？茖W家們正在復制和改進這種天然的壓電晶體傳感器結構，以便制造出一種無需專門冷卻、可在室溫下工作的紅外探測器。勞倫斯·伯克利國家實驗室的研究人員正在研制變色傳感器，當存在目標物質時傳感器由藍色變成紅色。參照細胞膜的模型，可針對一種特定的生物目標設計傳感器。分子通過自組裝排列形成膜 ，然后用光使分子聚合物化，在藍 色的模子中連接成一體?？茖W家們可在膜中加入蛋白質、碳水化合物或其他分子，以便捆綁特定的目標物質。分子一旦識別出目標物質,膜將由藍色變成紅色 ，提示有目標物質存在。

化學和生物戰(zhàn)可能是這種傳感器的主要應用領域，它在出現(xiàn)生物攻擊時可瞬時識別可疑的病原體，食品工業(yè)也可利用它監(jiān)視變質和被污染的食品。例如，檢驗員只要將傳感器在肉上控一下，就可探測出是否存在大腸桿菌等危險的病原體。此外，還可在食品包裝袋上附上這樣的傳感器條，顧客可以根據(jù)顏色的變化判斷食品是否變質。

在未來的小型、微型甚至納米機器人中，如模擬蜜蜂、蝴蝶甚至暗螂的小型機器昆蟲將配備眾多的仿生傳感器。