昆蟲(chóng)雖然小而簡(jiǎn)單，但他們的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)非常高效。例如，沙漠蝗蟲(chóng)的膜只有2毫米寬，可以分解與人類能力相當(dāng)?shù)念l率。
通過(guò)了解昆蟲(chóng)是如何感知聲音的，并使用3D打印技術(shù)來(lái)創(chuàng)建定制材料，就有可能開(kāi)發(fā)出微型的仿生麥克風(fēng)。
英國(guó)斯特拉斯克萊德大學(xué)的 Andrew Reid 展示了他創(chuàng)造這種麥克風(fēng)的工作，這種麥克風(fēng)可以自動(dòng)收集聲學(xué)數(shù)據(jù)，而且功耗很小。


蠟蛾是設(shè)計(jì)微型、生物啟發(fā)式麥克風(fēng)的重要靈感來(lái)源之一
該研究分享在第 184 屆美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)議的“不自然的聽(tīng)力——3D 打印功能性聚合物作為仿生麥克風(fēng)設(shè)計(jì)的途徑”報(bào)告中。
“昆蟲(chóng)耳朵是降低能源和數(shù)據(jù)傳輸成本、減小傳感器尺寸和消除數(shù)據(jù)處理的理想模板，”Reid說(shuō)。
Reid的團(tuán)隊(duì)在多個(gè)方面從昆蟲(chóng)的耳朵中獲得靈感。在化學(xué)和結(jié)構(gòu)層面，研究人員使用3D打印技術(shù)制造出模仿昆蟲(chóng)膜的定制材料。這些合成膜是高度敏感和高效的聲學(xué)傳感器。
如果沒(méi)有3D打印技術(shù)，傳統(tǒng)的、基于硅的生物啟發(fā)式麥克風(fēng)的嘗試缺乏必要的靈活性和定制性。
"從圖像上看，我們的傳聲器看起來(lái)和其他傳聲器一樣。機(jī)械元件是一個(gè)簡(jiǎn)單的振膜，也許是一個(gè)稍微不尋常的橢圓或矩形形狀，"Reid說(shuō)。"有趣的部分發(fā)生在微觀上，厚度和孔隙率的微小變化，以及在納米尺度上，材料屬性的變化，如材料的順應(yīng)性和密度。"
不僅僅是材料，整個(gè)數(shù)據(jù)收集過(guò)程的靈感來(lái)自生物系統(tǒng)。與收集一系列信息的傳統(tǒng)麥克風(fēng)不同，這些麥克風(fēng)被設(shè)計(jì)用來(lái)檢測(cè)一個(gè)特定的信號(hào)。這一精簡(jiǎn)過(guò)程類似于神經(jīng)末梢檢測(cè)和傳輸信號(hào)的方式。傳感器的專業(yè)化使其能夠快速辨別觸發(fā)因素，而不需要消耗大量的能量或需要監(jiān)督。
仿生傳感器具有小尺寸、自主功能和低能耗的特點(diǎn)，是危險(xiǎn)或難以觸及的應(yīng)用的理想選擇，包括嵌入結(jié)構(gòu)中或人體中的位置。
仿生的3D打印技術(shù)可以應(yīng)用于解決許多其他挑戰(zhàn)，包括在血腦屏障有機(jī)體或超聲結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方面的工作