研究人员以昆虫耳朵为灵感开发出微型3D打印麦克风

研究人员正在开发受昆虫耳朵启发的微型 3D 打印麦克风，可以准确确定声音的方向。目前，声音的方向性需要笨重且耗能大的设备，但昆虫的耳朵拥有一种称为鼓膜的薄组织，类似于人类的耳膜，可将声波转化为神经信号。

尽管体型小，昆虫却能获得令人印象深刻的听觉能力，超越大型设备的能力。例如，雷神公司用于确定枪声方向的车载 Boomerang 系统依赖于大约半米宽的麦克风阵列。相比之下，夜行性蛾 Achroia grisella 也可以检测声音的方向，仅用一个约半毫米宽的鼓膜就可以完成这一壮举。据信，飞蛾开发了这种技能来检测掠食性蝙蝠和超声波交配呼叫。

通过研究昆虫结构，科学家们试图使用硅微机电系统 (MEMS) 复制它们，但这些设备缺乏真实昆虫耳朵的灵活性和 3D 结构变化。

为了克服这个问题，斯特拉斯克莱德大学的研究人员转向 3D 打印来更准确地模仿昆虫的耳朵。他们使用带有压电材料的柔性水凝胶膜，并使它们多孔以提高性能。厚度、孔隙率、密度和柔韧性的微观变化使合成膜能够充当灵敏且高效的声学传感器。

这些受昆虫启发的麦克风可以应用于节能声音检测和人工耳蜗，提供更快的信号检测和减少延迟。需要进一步研究以充分了解昆虫的耳朵如何实现其非凡的听觉能力并优化这些微型麦克风的设计。