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百科知識：機(jī)器人的器官之耳鼻
點擊次數(shù)：1066 發(fā)布時間：2015-12-25
機(jī)器人的耳朵
人的耳朵是僅次于眼睛的感覺器官，聲波扣擊耳膜，引起聽覺神經(jīng)的沖動，沖動傳給大腦的聽覺區(qū)，因而引起人的聽覺。機(jī)器人的耳朵通常是用“微音器”或錄音機(jī)來做的。被送到太空去的遙控機(jī)器人，它的耳朵本身就是一架無線電接收機(jī)。
人的耳朵是十分靈敏的。我們能聽到的zui微弱的聲音，它對耳膜的壓強(qiáng)是每平方厘米只有一百億分之幾公斤。這個壓強(qiáng)的大小只是大氣壓強(qiáng)的一百億分之幾?？墒怯靡环N叫做鈦酸鋇的壓電材料做成的“耳朵”比人的耳朵更為靈敏，即使是火柴棍那樣細(xì)小的東西反射回來的聲波也能被它“聽”的清清楚楚。如果用這樣的耳朵來監(jiān)聽糧庫，那么在二到三公斤的糧食里的一條小蟲爬動的聲音也能被它準(zhǔn)確地“聽”出來。
用壓電材料做成的“耳朵”之所以能夠聽到聲音，其原因就是壓電材料在受到拉力或者壓力作用的時候能產(chǎn)生電壓，這種電壓能使電路發(fā)生變化。這種特性就叫做壓電效應(yīng)。當(dāng)它在聲波的作用下不斷被拉伸或壓縮的時候，就產(chǎn)生了隨聲音信號變化而變化的電流，這種電流經(jīng)過放大器放大后送入電子計算機(jī)（相當(dāng)于人大腦的聽區(qū)）進(jìn)行處理，機(jī)器人就能聽到聲音了。
但是能聽到聲音只是做到了*步，更重要的是要能識別不同的聲音。目前人們已經(jīng)研制成功了能識別連續(xù)話音的裝置，它能夠以百分之九十九的比率，識別不是特別的人所發(fā)出的聲音，這項技術(shù)就使得電子計算機(jī)能開始“聽話”了。這將大大降低對電子計算機(jī)操作人員的特殊要求。操作人員可以用嘴直接向電子計算機(jī)發(fā)布指令，改變了人在操作機(jī)器的時候手和眼睛忙個不停而與此同時嘴巴和耳朵卻是閑著的狀況。一個人可以用聲音同時控制四面八方的機(jī)器，還可以對樓上樓下的機(jī)器同時發(fā)出指令，而且并不需要照明，這樣就很適宜于在夜間或地下工作。這項技術(shù)也大大加速了的自動回答，車票的預(yù)定以及資料查找等服務(wù)工作的自動化實現(xiàn)的進(jìn)程。
現(xiàn)在人們還在研究使機(jī)器人能通過聲音來鑒別人的心理狀態(tài)，人們希望未來的機(jī)器人不光能夠聽懂人說的話，還能夠理解人的喜悅，憤怒，驚訝，猶豫和曖昧等情緒。這些都會給機(jī)器人的應(yīng)用帶來極大的發(fā)展空間。
機(jī)器人的鼻子
人能夠嗅出物質(zhì)的氣味，分辨出周圍物質(zhì)的化學(xué)成分，這全是由上鼻道的粘模部分實現(xiàn)的。在人體鼻子的這個區(qū)域，在只有五平方厘米的面積上卻分布有五百萬個嗅覺細(xì)胞。嗅覺細(xì)胞受到物質(zhì)的刺激，產(chǎn)生神經(jīng)脈沖傳送到大腦，就產(chǎn)生了嗅覺。人的鼻子實際上就是一部十分精密的氣體分析儀。人的鼻子是相當(dāng)靈敏的，就算在一升水中放進(jìn)二百五十億分之一的乙硫醇（就是一種特殊的具有異常臭味的化學(xué)物質(zhì)），人的鼻子也能夠聞出來。
機(jī)器人的鼻子也就是用氣體自動分析儀做成的。我國已經(jīng)研制成功了一種嗅敏儀，這種氣體分析儀不僅能嗅出丙酮、氯仿等四十多種氣體，還能夠嗅出人聞不出來但是卻可以導(dǎo)致人死亡的一氧化碳（也就是我們通常所用的煤氣）。這種嗅敏儀有一個由二氧化錫，氯化鈀等物質(zhì)燒結(jié)而成的探頭（相當(dāng)于鼻粘模）。當(dāng)它遇到某些種類氣體的時候，它的電阻就發(fā)生變化，這樣就可以通過電子線路做出相應(yīng)的顯示，用光或者用聲音報警。同時，用這種嗅敏儀還可以查出埋在地下的管道漏氣的位置。
現(xiàn)在利用各種原理制成的氣體自動分析儀已經(jīng)有很多種類，廣泛應(yīng)用于檢測毒氣，分析宇宙飛船座艙里的氣體成分，監(jiān)察環(huán)境等方面。
這些氣體分析儀，原理和顯示都和電現(xiàn)象有關(guān)，所以人們把它叫做電子鼻。把電子鼻和電子計算機(jī)組合起來，就可以做成機(jī)器人的嗅覺系統(tǒng)了。