如何将青蛙卵变成机器人的“人造鼻子”

研究人员发现，提高机器人嗅觉的秘诀是：将青蛙卵塞进它的鼻子。东京大学的一个团队开发了一种由基因改造的青蛙卵制成的传感器，可以帮助机器人分辨出昆虫的气味和信息素。尽管一只会闻出飞蛾味道的机器人听起来很有用，但研究人员认为，昨天发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究只是迈向廉价但灵敏的化学探测器的一步。该研究的合著者 Shoji Takeuchi 解释说，这样的设备可以检测到二氧化碳等气体。

“当你想到蚊子，它能找到人是因为人的二氧化碳。所以蚊子有二氧化碳受体。当我们能（提取）蚊子的 DNA 时，我们可以将这种 DNA 放入青蛙卵中来检测二氧化碳。”
[路透社]

他们是这样做的。第一步——获取一些青蛙卵尽管这是它们第一次出现在机器人身上，但研究团队表示，基因改造的非洲爪蟾（Xenopus laevis）卵此前已帮助其他实验室制造了探测器。

范德堡大学教授 Laurence Zwiebel（未参与此研究）表示：“多年来，尤其是我的实验室，一直致力于使用非洲爪蟾卵母细胞表达嗅觉受体。这是一个非常方便的系统；它基本上是一个小工厂细胞，你可以很容易地收集它并让它为你工作。”[LiveScience]

第二步——加入一些昆虫 DNA通过向未成熟的卵细胞注入蚕、菜粉蝶和果蝇的 DNA，Takeuchi 和他的同事们促使青蛙卵产生这些昆虫的嗅觉受体。

他将这些卵比作“平台”，并表示过去的研究发现，这三种昆虫的某些 DNA 片段负责检测气味和气体。“我们向青蛙卵中注入 DNA，然后我们就可以制造出一些非常有用且廉价的传感器，”Takeuchi 说。[路透社]

第三步——剧烈摇晃这些探测器——大小约与火柴盒相当——可以测量当卵的嗅觉受体与气味分子结合时产生的电流。这使得生物嗅觉系统比目前使用物理振动的嗅探器更加灵敏。

尽管电子鼻（e-noses）已经存在一段时间了——并且用于检测生产线上的腐烂食品——但它们缺乏准确性。这是因为电子鼻使用石英棒，当它们与目标物质结合时，石英棒会以不同的频率振动。但这不是一个万无一失的系统，因为分子量相似但略有不同的物质可能会结合到石英棒上，从而产生假阳性。[New Scientist]

最后，研究人员将卵探测器添加到机器人模型躯干和头部。当喷洒上飞蛾信息素时，机器人会摇头表示拒绝（参见视频）。希望有一天，当它吸入一鼻子二氧化碳时，也能做出同样的反应。