Жук с 16 электродами стимуляции (два электрода на мышцу) внедренными в восемь мышц (управляющими промедлением, сокращением, полетом и движениями в обеих передних лапках).

Credit: Journal of The Royal Society Interface (2016). DOI: 10.1098/rsif.2016.0060

(Tech Xplore) – малочисленная команда исследователей в Наньянском Технологическом университете в Сингапуре развила идею управлять живыми насекомыми, используя электронику на шаг вперед – управление его походкой. В их работе, опубликованной в журнале Королевского общества взаимодействия, команда описывает, как они создали своих жуков ‘киборгов’, почему они сделали это, и где они видят эту технологию в будущем.

За последние несколько лет ученые обнаружили, что они могут управлять перемещением различных насекомых, внедряя электроды, которые стимулируют мышцы ног определенным способом. До настоящего времени инженеры создали жуков киборгов, которые могут управляться, уничтожать и ползать в направлениях, данных через компьютер. Теперь, исследователи объявили что они перешли на следующий уровень исследований, создав киборга жука Mecynorrhina , у которого регулируется скорость, длина шага и особенность походки, которой управляет компьютер.

Чтобы создать жуков киборгов, исследователи сначала замачивают их в спирте в течение 12 часов; затем разрезают их , чтобы вставить зонды для записи электрических сигналов, которые были созданы естественно перемещающимся жуком. Затем, команда вставила электроды, способные точно воспроизводить собственные импульсы насекомого. Жуками тогда управляли через компьютер, который отправлял сигналы на электроды. Команда сообщает, что они смогли заставить жука идти в любом направлении, они регулируют скорость, длину шага и походки.

Команда также объясняет, что цель создания таких жуков и выяснения большего о том, как управлять ими, состоит в том, чтобы узнать больше, как создать робото-подобные объекты, которые более просты, чем сегодняшние роботы. Такие киборги, как они отмечают, намного более эффективны и используют всего одну сотую мощности, необходимой для запуска робота насекомого. Кроме того, большая часть энергии, израсходованной киборгом, появляется через естественные биологические процессы.

И, жук киборг не требует, программирования для поддержания устойчивости – собственные биологические системы жука держат его вертикально и в надлежащем положении для перемещения. Исследователи отмечают, что узнавание большего о том, как создать киборгов также помогает в проектировании робота, и они полагают, что киборги могут однажды найти практическое применение, например в поисково-спасательных работах.

Больше информации: Фэн Цао и др. Insect–computer hybrid legged robot with user-adjustable speed, step length and walking gait, Journal of The Royal Society Interface (2016). DOI: 10.1098/rsif.2016.0060

Резюме

Мы создали гибридный шагающий робот-компьютер насекомое, используя живого жука (Mecynorrhina torquata; жесткокрылые). Промедление/сокращение и levation/depression движения в обеих передних лапках жука выявлялись, электрическим стимулированием восьми соответствующих мышц через восемь пар внедренных электродов. Чтобы выполнить определенную походку (например, галоп), различные мышцы индивидуально стимулировались в предопределенной последовательности, используя микроконтроллер.
Различные походки были выполнены, переупорядочив прикладные сигналы стимуляции (т.е. применив различные последовательности). Изменяя продолжительность последовательностей стимуляции, мы успешно управляли частотой шага и следовательно скоростью ходьбы жука. В меру нашего знания эта работа представляет первую демонстрацию живого управляемого насекомого с приспосабливаемой пользователем походкой, длиной шага и скоростью.