В результате прорыва, сочетающего биологию и робототехнику, исследователи из Университета Осаки создали новый тип насекомого-киборга, который может передвигаться автономно - без проводов, хирургического вмешательства или вызывающих стресс ударов электрическим током. Система использует небольшой шлем с ультрафиолетовым излучением, чтобы управлять тараканами, используя их естественную склонность избегать яркого света, особенно в ультрафиолетовом диапазоне. Этот метод не только сохраняет органы чувств насекомого, но и обеспечивает постоянный контроль с течением времени.
Традиционные насекомые-киборги полагаются на электрическую стимуляцию, которая часто включает инвазивную хирургию и может привести к повреждению важнейших органов чувств. Со временем эти электрические сигналы также становятся менее эффективными по мере адаптации организма насекомого - явление, известное как привыкание. Напротив, система команды UOsaka использует отрицательный фототаксис, поведение, при котором насекомые инстинктивно удаляются от ультрафиолетового света. Направляя свет в любой глаз, исследователи могли направлять таракана влево или вправо без необходимости прямого контакта с нервами или мышцами.
Команда снабдила тараканов шлемом с ультрафиолетовым излучением и рюкзаком с беспроводным датчиком, который определяет, когда они перестают двигаться. Если движение прекращается, включается ультрафиолетовый свет, побуждающий к движению. Это интеллектуальное управление уменьшило ненужную стимуляцию и сэкономило энергию.
В ходе тестов насекомые-киборги демонстрировали стабильные реакции в течение 150 испытаний без привыкания. В среде, похожей на лабиринт, 94% успешно сбежали - по сравнению всего с 24% обычных тараканов.
По словам исследовательской группы, это исследование является первым, которое демонстрирует успешное управление поведением насекомых-киборгов, используя только их естественную сенсорную систему - без какой-либо электрической стимуляции. Новая модель биоинтеллектуального насекомого-киборга (BCI) значительно снижает физическую нагрузку на животное и повышает надежность управления передвижением в сложных условиях.
Кейсуке Морисима, возглавлявший исследование, подчеркнул важность работы с естественной биологией насекомого, а не против нее. "Вместо того, чтобы управлять мозгом насекомого, мы направляем его с помощью его собственных органов чувств. Это делает систему более безопасной, стабильной и устойчивой", - сказал он.
Этот щадящий метод, основанный на использовании света, открывает двери для создания малозатратных биогибридных навигационных систем с потенциальным применением в таких областях, как поиск и спасание при стихийных бедствиях, мониторинг окружающей среды и наблюдение - особенно в местах, слишком маленьких или опасных для обычных роботов.
Комментарии