来自圣路易斯华盛顿大学的工程师团队正在寻求利用蝗虫的嗅觉来开发可用于国土安全应用的新型生物机器人传感系统。工程与应用科学学院生物医学工程副教授Baranidharan Raman已从海军研究办公室(ONR)获得了为期三年，金额为750,000美元的赠款，用于使用高度敏感的蝗虫嗅觉系统作为开发生物的基础-混合鼻子。工程同事同事材料科学副教授Srikanth Singamaneni和计算机科学与工程教授Shantanu Chakrabartty也加入了拉曼的研究 。
拉曼说，生物传感系统要比工程传感系统复杂得多，其中包括负责我们嗅觉的化学传感系统。尽管嗅觉是一种原始的感觉，但它在许多脊椎动物和无脊椎动物中都得到了保留。
拉曼说：“生物学似乎已经融合到解决非侵入性或“僵持”化学传感问题的解决方案上，并在各处复制了相同的设计和计算原理。“因此，了解基本的嗅觉处理原理对于设计受生物学启发的解决方案是必要的。”
几年来，在ONR的早期资助下，拉曼一直在研究如何在相对简单的蝗虫大脑中接收和处理感官信号。他和他的团队发现，气味会促使大脑动态神经活动，使蝗虫即使存在其他气味也能正确识别出特定的气味。在其他研究中，他的团队还发现，即使在复杂的情况下(例如与其他气味重叠或在不同的背景条件下)呈现出经过训练的气味，接受过训练以识别某些气味的蝗虫也可以做到这一点。
“为什么要重新发明轮子?为什么不利用生物解决方案呢?” 拉曼说。“这就是这里的哲学。甚至最先进的小型化化学传感设备也具有少数传感器。另一方面，如果您看一下昆虫天线，它们的化学传感器位于其中，则有数十万种传感器和各种类型的传感器。”
该小组打算监视昆虫大脑自由移动，探索和解码其环境中存在的气味物质时的神经活动。
这种方法还将需要低功率电子组件来收集，记录和传输数据。Chakrabartty是他的自适应集成微系统实验室中开发微型电子产品的专家，他将与拉曼合作开发这项工作的这一部分。
该小组还计划使用蝗虫作为生物机器人系统，通过远程控制来收集样品。多功能纳米材料专家Singamaneni将开发一种由生物相容性蚕丝制成的等离子“纹身”，将其涂抹在蝗虫的翅膀上，它将产生温和的热量，并有助于通过遥控使蝗虫向特定位置移动。此外，散布有等离子体纳米结构的纹身还可以在附近收集挥发性有机化合物的样品，这将使研究人员可以使用更常规的方法对化合物的化学组成进行二次分析。
拉曼说：“犬的嗅觉系统仍然是许多工程应用(包括国土安全和医疗诊断)的最新传感系统。” “但是，训练和调节这些动物所需的困难和时间，加上缺乏从生物系统中提取相关化学物质发送信息的可靠解码程序，对更广泛的应用提出了重大挑战。
“我们希望这项工作能够发展和证明用于爆炸物探测的概念验证，基于混合蝗虫的化学传感方法。”