受昆蟲啟發的仿生麥克風,體積小但功能強大
2023/5/12 16:15:54 點擊:
昆蟲雖然小而簡單,但他們的聽覺系統非常高效。例如,沙漠蝗蟲的膜只有2毫米寬,可以分解與人類能力相當的頻率。
通過了解昆蟲是如何感知聲音的,并使用3D打印技術來創建定制材料,就有可能開發出微型的仿生麥克風。
英國斯特拉斯克萊德大學的 Andrew Reid 展示了他創造這種麥克風的工作,這種麥克風可以自動收集聲學數據,而且功耗很小。
蠟蛾是設計微型、生物啟發式麥克風的重要靈感來源之一
該研究分享在第 184 屆美國聲學學會會議的“不自然的聽力——3D 打印功能性聚合物作為仿生麥克風設計的途徑”報告中。
“昆蟲耳朵是降低能源和數據傳輸成本、減小傳感器尺寸和消除數據處理的理想模板,”Reid說。
Reid的團隊在多個方面從昆蟲的耳朵中獲得靈感。在化學和結構層面,研究人員使用3D打印技術制造出模仿昆蟲膜的定制材料。這些合成膜是高度敏感和高效的聲學傳感器。
如果沒有3D打印技術,傳統的、基于硅的生物啟發式麥克風的嘗試缺乏必要的靈活性和定制性。
"從圖像上看,我們的傳聲器看起來和其他傳聲器一樣。機械元件是一個簡單的振膜,也許是一個稍微不尋常的橢圓或矩形形狀,"Reid說。"有趣的部分發生在微觀上,厚度和孔隙率的微小變化,以及在納米尺度上,材料屬性的變化,如材料的順應性和密度。"
不僅僅是材料,整個數據收集過程的靈感來自生物系統。與收集一系列信息的傳統麥克風不同,這些麥克風被設計用來檢測一個特定的信號。這一精簡過程類似于神經末梢檢測和傳輸信號的方式。傳感器的專業化使其能夠快速辨別觸發因素,而不需要消耗大量的能量或需要監督。
仿生傳感器具有小尺寸、自主功能和低能耗的特點,是危險或難以觸及的應用的理想選擇,包括嵌入結構中或人體中的位置。
仿生的3D打印技術可以應用于解決許多其他挑戰,包括在血腦屏障有機體或超聲結構監測方面的工作
通過了解昆蟲是如何感知聲音的,并使用3D打印技術來創建定制材料,就有可能開發出微型的仿生麥克風。
英國斯特拉斯克萊德大學的 Andrew Reid 展示了他創造這種麥克風的工作,這種麥克風可以自動收集聲學數據,而且功耗很小。
蠟蛾是設計微型、生物啟發式麥克風的重要靈感來源之一
該研究分享在第 184 屆美國聲學學會會議的“不自然的聽力——3D 打印功能性聚合物作為仿生麥克風設計的途徑”報告中。
“昆蟲耳朵是降低能源和數據傳輸成本、減小傳感器尺寸和消除數據處理的理想模板,”Reid說。
Reid的團隊在多個方面從昆蟲的耳朵中獲得靈感。在化學和結構層面,研究人員使用3D打印技術制造出模仿昆蟲膜的定制材料。這些合成膜是高度敏感和高效的聲學傳感器。
如果沒有3D打印技術,傳統的、基于硅的生物啟發式麥克風的嘗試缺乏必要的靈活性和定制性。
"從圖像上看,我們的傳聲器看起來和其他傳聲器一樣。機械元件是一個簡單的振膜,也許是一個稍微不尋常的橢圓或矩形形狀,"Reid說。"有趣的部分發生在微觀上,厚度和孔隙率的微小變化,以及在納米尺度上,材料屬性的變化,如材料的順應性和密度。"
不僅僅是材料,整個數據收集過程的靈感來自生物系統。與收集一系列信息的傳統麥克風不同,這些麥克風被設計用來檢測一個特定的信號。這一精簡過程類似于神經末梢檢測和傳輸信號的方式。傳感器的專業化使其能夠快速辨別觸發因素,而不需要消耗大量的能量或需要監督。
仿生傳感器具有小尺寸、自主功能和低能耗的特點,是危險或難以觸及的應用的理想選擇,包括嵌入結構中或人體中的位置。
仿生的3D打印技術可以應用于解決許多其他挑戰,包括在血腦屏障有機體或超聲結構監測方面的工作
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