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如何找到在电梯里面放屁的人(图)

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  如何找到在电梯里面放屁的人。2016菠萝物理学奖颁给天津大学检测技术与自动化装置专业的李吉功,以表彰他提出机器人自动追踪气味来源的新方法。不要装作你没有好奇过这个问题了,来看一看严肃科学是如何解答的吧。

  如果把我们所拥有的几种外部感觉拟人化,视觉和听觉也许就是“傻白甜”一样的存在,单纯又好骗。但嗅觉就是比较机智的存在了——屋里开了一碗美酒,你就绝对不会把它闻成一碗臭豆腐。

如何找到在电梯里面放屁的人(图)

  这种精确辨认气味的能力是哪儿来的?这自然要归功于我们的嗅觉系统。尽管在人类中,超过一半编码嗅觉受体的基因都已在漫长的演化过程中罢了工,但嗅觉系统表示自己情绪非常稳定,发挥也很出色。根据2014年《科学》杂志上的一项研究估计,人类能够分辨一万亿种气味。即便闭上眼睛,我们也能轻易地判断哪个方向有东西烧焦了,闻出女朋友今天有没有喷香水,男朋友几天没换袜子……

  就算人类的嗅觉系统相对机智,但也仅仅是在人类这几种外部感觉里横向比较一下得出的结果罢了。你纵向比较一下试试?分分钟被血虐。在诸如爆炸物和毒品探测这类专业任务中,人类的好朋友显然比人类牛很多,嗅探犬、嗅探鼠乃至嗅探象都能凭借发达的嗅觉屡立奇功。反观人类,不要说毒品探测了,屋子里一群人围坐在一起谈笑风生,转瞬间清风徐来,众人屏息,场面顿时变得十分尴尬。

  你的嗅觉能很轻易地意识到,有一股来自肠道的气体在错误的时机被尽情地释放了出来,你的嗅觉也许还能模糊地感受到,这股来自肠道的气体大概来自哪个方向,但是你能定位出罪魁祸首吗?这可难说,中国有句古话(并没有)讲得好,闷声放臭屁,如果没有巨大声响的话,我们的嗅觉系统想要定位气味源头,就没那么简单了。

  你可能会说,那没所谓啊,反正我们人类别的不多,唯独好朋友特别多。训练动物执行任务不就得了。然而,训练这些动物执行任务需要很长的时间,而且在持续的工作中难免疲劳。有没有办法避免这样的问题?从20世纪90年代起,科学家们就开始试图为机器人加上“鼻子”,让不知疲倦的移动机器人代替人类或其他动物搜索特定气味的源头所在。

  那,他们做到了吗?“羽毛”一样的气味分布

  无论是酒香,汗臭,还是屁味,气味传播的本质都一样,无非就是分子在空气中的扩散。气味分子在空气中的分布就好比寻宝游戏中的方向提示,能够帮助玩家向宝箱所在的位置走去。在空气中,气味分子被从气味源中释放出来,重获自由,当风来把它们吹散的时候,它们会很有性格地形成羽毛一样的分布状态,被形象(并文艺)地称为“烟羽”(Plume)。

  移动机器人表示,我们的目标不是没有蛀牙,是要找到目标气味源的位置!如果要通过搜索行为实现这一目标,就要找到并跟踪这样的气味烟羽。然而室外风向变幻莫测,要靠鼻子追寻气味的烟羽那是相当的艰难。相对风速移动速度较慢的机器人可能无法一直与烟羽保持接触——气味线索一旦跟丢了,要找到目标也就难上加难。

  这些问题不解决,机器人也没辙。天津大学电气与自动化工程学院的孟庆浩教授和李吉功博士就这样踏着七彩祥云出现,给气味源定位机器人出了三个大招。

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