20世紀(jì)60年代,國際上興起一門新的綜合性學(xué)科,研究人員正在發(fā)氣數(shù)百萬年以來生物的進化經(jīng)驗來發(fā)展下一代材料,這種研究被稱為仿生學(xué),它是建立在生物學(xué),電子學(xué),生物物理學(xué),控制論.人機學(xué),數(shù)學(xué),心理學(xué)以及自動化技術(shù)基礎(chǔ)上的,旨在利用自然界中的生物特性進行創(chuàng)造發(fā)明。加州大學(xué)勞倫斯,伯克利國家實驗室生物分子材料研究項目負(fù)責(zé)人阿和爾泊博士指出,在過去十年內(nèi),工程師們認(rèn)識到可以從生物體那里學(xué)到很多有關(guān)新材料發(fā)明和器件制造的知識。
仿生學(xué)利用電子學(xué)、機械技術(shù)研究生物結(jié)構(gòu),對能量轉(zhuǎn)換和信息流動的過程進行模擬,從而達(dá)到改善和創(chuàng)造靳新的自動控制裝置的目標(biāo)。目前對仿生學(xué)研究的一個主要領(lǐng)域是開發(fā)替代人體器官的部件,而另一些科學(xué)家則致力于推進仿生傳感器,結(jié)構(gòu)材料和功能器件的研究。
目前對仿生傳感器的研究尚處于初級階段,其技術(shù)還在發(fā)展完善之中。機器人就是一個典型的仿生裝置。在研制機器人的過程當(dāng)中,科學(xué)家和工程技術(shù)人員對人的種種行為如視覺,聽覺,嗅覺和思維等進行模擬,研制出了很多能夠自動捕獲信息、處理信息、模仿人類的行為裝置,我們把這些裝置稱為仿生傳感器。
仿生傳感器是一種采用新的檢測原理的新型傳感器,它采用固定化的細(xì)胞、酶或者其他生物活性物質(zhì)與換能器相配合組成傳感器。仿生傳感器是通過研究和利用生命有機體的分子結(jié)構(gòu)來設(shè)計和改進傳感器的工藝,使傳感器具有某些生物的獨特性能。這項研究工作大部分是跨學(xué)科的,不但涉及基礎(chǔ)學(xué)科如物理,化學(xué)和生物學(xué),還涉及一些專門學(xué)科,如材料科學(xué)、電子工程學(xué)和計算機科學(xué)等。仿生傳感器研究的目標(biāo)是開發(fā)人體感覺器官的替代品,其特點是能夠模擬某些生物體功能,像人體感覺器官那樣工作、發(fā)出信息、產(chǎn)生響應(yīng),其應(yīng)用領(lǐng)域遍及生物醫(yī)學(xué)中人體感受器官的診斷和修復(fù)、智能機器人、食品、環(huán)境、大氣污染的監(jiān)測、軍事安全、化學(xué)和生物武器以及反疏怖等十分廣泛的領(lǐng)域。