Naukowcy przejęli kontrolę nad owadami – przemienili je w cyborgi.

Umieszczając elektrody w mięśniach żuków, naukowcom udało się uzyskać precyzyjną kontrolę nad sposobem w jaki chodzą cybernetyczne insekty. Naukowcy przeprowadzający badanie twierdzą, że – ta zdolność może pomóc im w wykonywaniu skomplikowanych zadań.

Od wielu dekad naukowcy obserwują insekty szukając inspiracji mogącej pomóc w projektowaniu robotów. Mają oni nadzieję, że mogą się wiele od nich nauczyć z ich przebiegu ewolucji. W końcu insekty najprawdopodobniej osiągnęły największy sukces na Ziemi – stanowią 75 procent gatunków zwierząt znanych człowiekowi.

Przez ostatnie dwie dekady naukowcy usiłują zmienić insekty w roboty, zamiast skupiać się na próbach stworzenia skomplikowanego robota naśladującego złożoną formę owadów. Obecnie naukowcy potrafią kontrolować lot żywej ćmy używając do tego zaimplementowanej elektroniki. Takie cyborgi-owady mogą znaleźć szerokie i różnorodne zastosowania, od szpiegostwa do misji ratunkowych.

Badacze rozumieją, że cyborgi-owady mają kilka wad w porównaniu do prawdziwych robotów takich jak ograniczony cykl życia, ale mają też kilka zalet. Dla przykładu insekty są gotową platformą, więc wynalazcy nie muszą opracowywać i łączyć ze sobą wielu malutkich elementów. Cyborgi-owady również zużywają sto razy mniej energii niż roboty porównywalnej wielkości i nie potrzebują „skomplikowanego kodu do omijania przeszkód” tak jak roboty. Twierdzi współautor badania Hirotaka Sato – Inżynier mechaniczny z Nanyang  Technological University w Singapurze.

Poprzednie badania używały sygnałów elektrycznych, aby zachęcić, zmotywować cyborgi-owady do chodzenia, przesyłanych przez elektrody podłączone do ich mózgów bądź anten. Aczkolwiek takie połączenie często okazywało się niepewne i naukowcy musieli kontrolować szybkość lub chód insektów.

Zamiast podłączać anteny czy mózgi insektów, Sato i jego współpracownicy użyli podłączonych mięśni owadów do kontroli ich chodu – zastosowanie takiego podejścia pozwala na ulepszenie zwinności cyborgów i w dzięki temu w przyszłości mogą one znaleźć więcej praktycznych zastosowań.

Naukowcy przeprowadzali eksperyment na dużym chrząszczu Mecynorrhina torquata pochodzącym z centralnej Afryki sięgający swoimi rozmiarami do ośmiu i pół centymetra długości. Badanie zostało przeprowadzonej na żywym samcu zakupionym od Tajwańskiej firmy (samce są większe do samic).

Naukowcy umieścili dziewięć par elektrod w każdym chrząszczu. Każda elektroda była odpowiedzialna za osiem mięśni w przednich nogach każdego chrząszcza. Elektryczna stymulacja umożliwiała prostowanie lub zginanie i podnoszenie lub obniżanie.

Badacze przeanalizowali naturalne ruchy nóg chrząszcza w trzech wymiarach po to, aby zrozumieć sekwencje ruchu zachodzące, kiedy owady chodzą. Następnie rozwinęli sekwencje elektrycznej stymulacji zaprojektowanej w celu precyzyjnej modyfikacji chodu chrząszczy, które ma na celu dostosowanie długości kroku i szybkości chodu.

Celem na przyszłość jest kontrola wszystkich sześciu nóg owadów. Naukowcy również chcą wprowadzić możliwość do systemu, która będzie pozwalać na monitorowanie pozycji cyborgów-insektów i kierowanie ich w konkretne, wyznaczone cele stawiane przed nimi.

 

Źródło: livescience.com

Zdjęcie: pixabay.com