Раньше насекомые-киборги управлялись с помощью электрических импульсов, которые со временем оказались неэффективными из-за адаптаций насекомых.
Таракан-киборг.
Университет Осаки
Благодаря революционному синтезу биологии и робототехники исследователи из Университета Осаки разработали новый метод управления насекомыми-киборгами с помощью света, что исключает необходимость в инвазивных процедурах или электростимуляции.
Более того, этот метод обеспечивает точную навигацию без стресса благодаря естественной реакции тараканов на избегание ультрафиолетового (УФ) света.
Насекомые-киборги ранее контролировались электрическими импульсами, которые со временем оказались неэффективными из-за адаптаций насекомых. Более того, эти высокоинвазивные методы резко снизили общую функцию насекомых.
Чтобы преодолеть эту проблему, группа ученых из Университета Осаки под руководством профессора Кейсуке Моришимы обратилась к неинвазивному методу, использующему врожденное инстинктивное отвращение тараканов к ультрафиолетовому излучению.
Использование инстинктов для контроля
Исследователи взяли под контроль тараканов, используя неинвазивную систему, состоящую из легкого шлема, излучающего УФ-излучение, и беспроводного сенсорного рюкзака. Затем исследователи могли активировать один глазной свет, заставляя тараканов поворачиваться в сторону света; таким образом, их можно было направлять влево и вправо. Такой подход обеспечивает постоянный контроль над органами чувств и сохраняет насекомых.
Производительность киборг-тараканов была исключительной даже в сложных условиях. В ходе испытаний в лабиринтоподобных средах 94% насекомых, которым давали свет, смогли выбраться и правильно ориентироваться, в то время как только 24% немодифицированных насекомых смогли это сделать.
Конструкция системы также включает в себя детектор движения, который включает УФ-свет только тогда, когда насекомое не движется, что является энергосберегающей мерой. Здоровье насекомого сохраняется и устраняется необходимость искусственно контролировать его движения в настроенных условиях, что является плюсом.
Потенциальные приложения и будущие направления
Это достижение систем управления на основе света открывает двери для развертывания киборгов-насекомых в дополнительных областях. Некоторые из включенных областей включают поиск и спасение в случае катастрофы, наблюдение за окружающей средой и мониторинг в местах, недоступных или опасных для людей. Метод становится более выгодным в деликатных местах, где роботы могут вызвать слишком много беспокойства.
Неинвазивная природа этого подхода позволяет использовать его в чувствительных местах, где традиционные средства вызвали бы слишком много беспокойства. Основываясь на этих результатах, исследовательская группа сосредоточена на добавлении других датчиков и функций связи для дальнейшего повышения производительности этих биогибридных систем. Добавленная ценность при включении датчиков температуры или газа в насекомых-киборгов, что позволяет использовать их в экстренных ситуациях.
Биоробототехника развивается с новыми методами управления насекомыми-киборгами. Стратегия, применяемая командой Университета Осаки, уравновешивает технологическое управление с внутренними действиями организма, что более гуманно и внимательно к природе. По мере проведения дополнительных исследований эти насекомые-киборги, реагирующие на свет, могут оказаться бесценными в некоторых приложениях, где обычная робототехника неадекватна.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Intelligent Systems.
Sourse: interestingengineering.com
