Блог

Блог о создании и продвижении сайтов в Казани и по всему миру.

Тараканы-киборги, управляемые рюкзаками на солнечных батареях
В разделе: Тренды
Просмотры: 100
12 сент. 2022

Тараканы-киборги, управляемые рюкзаками на солнечных батареях

В нашем понимании насекомые-киборги существуют только за стенами лабораторий. Учёные-разработчики шаг за шагом приближаются к практическому применению радиоуправляемых насекомых. Например, тараканы могут быть использованы в поисково-спасательных миссиях или для мониторинга окружающей среды в будущем.

Таракан на солнечной энергии, управляемый Arduino. Не робот, а настоящий таракан с рюкзаком.

Первое, что нужно знать о мадагаскарском шипящем таракане, черно-коричневом беспозвоночном длиной с указательный палец, это то, что он оправдывает свое название. Когда он чувствует угрозу, он шипит, быстро пропуская воздух через отверстия в спине. В результате получается нечто, напоминающее треск змеиного хвоста. Странно, но круто.

Второе, что нужно знать о мадагаскарском шипящем таракане, это то, что учёные использовали его для создания насекомых-киборгов, которых однажды можно будет использовать для наблюдения за окружающей средой или для помощи в городских поисково-спасательных миссиях после стихийного бедствия. Тоже странно. Но тоже круто.

В новом исследовании, опубликованном в журнале npj Flexible Electronics, международная группа исследователей сообщила, что разработала систему для удаленного управления ногами тараканов.

Система, которая представляет собой рюкзак от тараканов, подключенный к нервной системе существа, имеет выходную мощность примерно в 50 раз выше, чем у предыдущих устройств, и построена с использованием ультратонкого и гибкого солнечного элемента, который не мешает движению таракана. Нажатие кнопки посылает в рюкзак сигнал, заставляющий таракана двигаться в определенном направлении.

Восстание роботараканов

Тараканы-киборги — идея не новая. Еще в 2012 году исследователи из Университета штата Северная Каролина экспериментировали с мадагаскарскими шипящими тараканами и беспроводными рюкзаками, показывая, что этими созданиями можно дистанционно управлять, чтобы они шли по дорожке.

Ученые делают это, прикрепляя рюкзак и соединяя провода с «церками» таракана, двумя придатками на конце брюшка, которые в основном являются чувствительными нервами. Один слева, один справа. Предыдущие исследования показали, что электрические импульсы с любой стороны могут стимулировать движение таракана в этом направлении, что дает исследователям некоторый контроль над передвижением.

Но чтобы отправлять и получать сигналы, вам нужно включить питание рюкзака. Возможно, вы сможете использовать батарею, но в конце концов батарея разрядится, и таракан-киборг сможет свободно исчезнуть в опавшей листве.

Команда Riken разработала систему, которая питается от солнечной энергии и перезаряжается. Они прикрепили батарею и модуль стимуляции к грудной клетке таракана (верхний сегмент его тела). Это был первый шаг. Второй шаг заключался в том, чтобы убедиться, что модуль солнечной батареи прилипнет к брюшку таракана, сегментированной нижней части его тела.

В то время как люди разработали оптимальные способы ношения рюкзака, для насекомых это не совсем то же самое. Сегментированная природа брюшка таракана, например, дает ему возможность искривляться или переворачиваться, если он попадет в непонятную ситуацию. Если вы налепите на него липкий рюкзак или зарядную ячейку, вы ограничите его движение и лишите возможности маневрировать.

Чтобы преодолеть это, команда Riken протестировала несколько тонких электронных пленок, подвергнув своих тараканов множеству экспериментов и наблюдая, как тараканы двигаются в зависимости от толщины пленки. Это помогло им выбрать модуль примерно в 17 раз тоньше человеческого волоса. Он прикреплялся к брюшной полости, не сильно ограничивая степень свободы тараканов, а также оставался там около месяца, значительно пережив предыдущие системы.

Затем самое интересное (я полагаю): дистанционное управление насекомыми.

В серии экспериментов команда продемонстрировала, как система может управлять тараканом по желанию через беспроводную систему. Это видно выше.

И на данный момент это все, что у них есть.

«Существующая система имеет только беспроводную систему управления движением, поэтому ее недостаточно для подготовки такого приложения, как городское спасение», — сказал Кенджиро Фукуда, эксперт по гибкой электронике в японской компании Riken. «Интегрируя другие необходимые устройства, такие как датчики и камеры, мы можем использовать наших насекомых-киборгов для таких целей».

Фукуда отмечает, что камерам, вероятно, потребуется гораздо больше энергии, но есть датчики, которые потребляют мало энергии, и сегодня их можно интегрировать в систему. Если бы камеры можно было использовать, они, вероятно, имели бы очень низкое разрешение.

Роботы-насекомые переживают не лучшие времена. В июле исследователи из Университета Райса представили своих паукообразных «некроботов» — гибридов насекомых и машин, которые они использовали для создания самой жуткой в мире клешневидной машины.

Но эти пауки были мертвы. Тараканы не такие.

Нужно признаться, что изображения роботараканов, ползущих в определенном направлении, могут вызвать чувство вины. Или что-то подобное, возможно. Интересно, есть ли у жутких краулеров хоть какое-то понимание того, что их ноги управляются против их воли, и является ли этот процесс болезненным. К счастью, «согласно исследованиям, связанным с насекомыми, тараканы не испытывают боли», — сказал Фукуда.

Теги: