3D打印技术促进了仿生麦克风的自主高效运行

昆虫能听到什么?令人惊讶的是，相当多。虽然小而简单，但他们的听觉系统非常高效。例如，沙漠蝗虫的膜只有 2 毫米宽，可以分解与人类能力相当的频率。通过了解昆虫如何感知声音并使用 3D 打印技术创建定制材料，可以开发微型仿生麦克风。

英国斯特拉斯克莱德大学的安德鲁·里德 (Andrew Reid) 将展示他创造这种麦克风的工作，这种麦克风可以自动收集声学数据，而且功耗很小。他的演讲“不自然的听力——3D 打印功能性聚合物作为仿生麦克风设计的途径”将于美国东部时间 5 月 10 日星期三上午 10:05 在西北/俄亥俄州会议室举行，这是第 184 届会议的一部分美国声学协会会议将于 5 月 8 日至 12 日在芝加哥市中心万豪壮丽大道酒店举行。

“昆虫耳朵是降低能源和数据传输成本、减小传感器尺寸和消除数据处理的理想模板，”里德说。

Reid 的团队以多种方式从昆虫耳朵中汲取灵感。在化学和结构层面，研究人员使用 3D 打印技术制造模仿昆虫膜的定制材料。这些合成膜是高度灵敏和高效的声学传感器。如果没有 3D 打印，传统的、基于硅的仿生麦克风尝试缺乏所需的灵活性和定制化。

“在图像中，我们的麦克风看起来和其他麦克风一样。机械元件是一个简单的隔膜，可能是略微不寻常的椭圆形或矩形形状，”里德说。“有趣的部分发生在微米尺度上，厚度和孔隙率变化很小，而在纳米尺度上，材料特性发生变化，例如材料的顺应性和密度。”

不仅仅是材料，整个数据收集过程都受到生物系统的启发。与收集一系列信息的传统麦克风不同，这些麦克风旨在检测特定信号。这种简化的过程类似于神经末梢检测和传​​输信号的方式。传感器的专业化使其能够快速识别触发器，而无需消耗大量能量或需要监督。

仿生传感器具有体积小、自主功能和低能耗的特点，非常适合危险或难以到达的应用，包括嵌入结构或人体内的位置。

仿生 3D 打印技术可用于解决许多其他挑战，包括研究血脑屏障类器官或超声结构监测。

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