Ερευνητές συνδέουν το Locust Ear με το ρομπότ

Σε μια απίστευτη εξέλιξη στη ρομποτική, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ συνέδεσαν επιτυχώς το αυτί μιας νεκρής ακρίδας με ένα ρομπότ. Το ρομπότ μπόρεσε να λάβει τα ηλεκτρικά σήματα του αυτιού και να ανταποκριθεί, και οι ερευνητές απέδειξαν ότι αν χτυπήσουν μια φορά, το αυτί της ακρίδας ακούει τον ήχο, με αποτέλεσμα το ρομπότ να κινείται προς τα εμπρός. Εάν οι ερευνητές χειροκροτήσουν δύο φορές, το ρομπότ κινείται προς τα πίσω.

Επικεφαλής του έργου ήταν ο Idan Fishel, ένας από κοινού φοιτητής μεταπτυχιακού, υπό την επίβλεψη του Δρ. Ben M. Maoz από τη Σχολή Μηχανικών Iby and Aladar Fleischman και τη Σχολή Νευροεπιστημών. Άλλα ονόματα που εμπλέκονται στο έργο περιλαμβάνουν τους καθηγητές Yossi Yovel και Amir Ayali από τη Σχολή Ζωολογίας και τη Σχολή Νευροεπιστημών Sagol, καθώς και τους Δρ. Antonny Sheinin, Idan, Yoni Amit και Neta Shavil.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Αισθητήρες.

Ενσωμάτωση βιολογικών συστημάτων σε τεχνολογικά συστήματα

Η ομάδα ξεκίνησε αρχικά εξετάζοντας τα πλεονεκτήματα των βιολογικών συστημάτων και πώς θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε τεχνολογικά συστήματα. Εξέτασαν επίσης πώς οι αισθήσεις των νεκρών ακρίδων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες ρομπότ.

«Επιλέξαμε την αίσθηση της ακοής, γιατί μπορεί εύκολα να συγκριθεί με τις υπάρχουσες τεχνολογίες, σε αντίθεση με την όσφρηση, για παράδειγμα, όπου η πρόκληση είναι πολύ μεγαλύτερη», λέει ο Δρ Maoz. «Το καθήκον μας ήταν να αντικαταστήσουμε το ηλεκτρονικό μικρόφωνο του ρομπότ με αυτί νεκρού εντόμου, να χρησιμοποιήσουμε την ικανότητα του αυτιού να ανιχνεύει τα ηλεκτρικά σήματα από το περιβάλλον, σε αυτήν την περίπτωση δονήσεις στον αέρα και, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό τσιπ, να μετατρέψουμε την είσοδο του εντόμου σε αυτό. του ρομπότ."

Οι ερευνητές κατασκεύασαν αρχικά ένα ρομπότ που θα μπορούσε να ανταποκρίνεται σε περιβαλλοντικά σήματα, ακολουθούμενο από την απομόνωση και τον χαρακτηρισμό ενός νεκρού αυτιού ακρίδας και τη διατήρηση του ζωντανού. Στο τελικό στάδιο της έρευνας, η ομάδα μπόρεσε να βρει έναν τρόπο να χρησιμοποιήσει τα σήματα που λαμβάνει το αυτί του εντόμου, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν από το ρομπότ. Σύμφωνα με τους ερευνητές, το ρομπότ μπορούσε να «ακούει» τους ήχους και στη συνέχεια να ανταποκρίνεται ανάλογα. 

«Ο καθ. Το εργαστήριο του Ayali έχει μεγάλη εμπειρία στην εργασία με ακρίδες και έχουν αναπτύξει τις δεξιότητες για να απομονώνουν και να χαρακτηρίζουν το αυτί», εξηγεί ο Δρ Maoz. «Ο καθ. Το εργαστήριο του Yovel κατασκεύασε το ρομπότ και ανέπτυξε κώδικα που επιτρέπει στο ρομπότ να ανταποκρίνεται στα ηλεκτρικά ακουστικά σήματα. Και το εργαστήριό μου έχει αναπτύξει μια ειδική συσκευή - Ear-on-a-Chip - που επιτρέπει στο αυτί να διατηρείται ζωντανό καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος παρέχοντας οξυγόνο και τροφή στο όργανο, επιτρέποντας ταυτόχρονα τη λήψη των ηλεκτρικών σημάτων από το αυτί της ακρίδας και ενισχύεται και μεταδίδεται στο ρομπότ.

Πιο ευαίσθητο και ενεργειακά αποδοτικό

Από πολλές απόψεις, τα βιολογικά συστήματα είναι πολύ πιο ανώτερα από τα τεχνολογικά συστήματα. Δεν είναι μόνο πιο ευαίσθητα, αλλά είναι και πιο ενεργειακά αποδοτικά. 

«Γενικά, τα βιολογικά συστήματα έχουν τεράστιο πλεονέκτημα έναντι των τεχνολογικών συστημάτων - τόσο από την άποψη της ευαισθησίας όσο και από την άποψη της κατανάλωσης ενέργειας», συνεχίζει ο Δρ Maoz. «Αυτή η πρωτοβουλία των ερευνητών του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ ανοίγει την πόρτα σε αισθητηριακές ενσωματώσεις μεταξύ ρομπότ και εντόμων – και μπορεί να καταστήσει περιττές πολύ πιο δυσκίνητες και δαπανηρές εξελίξεις στον τομέα της ρομποτικής».

«Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι τα βιολογικά συστήματα ξοδεύουν αμελητέα ενέργεια σε σύγκριση με τα ηλεκτρονικά συστήματα. Είναι μινιατούρες, και ως εκ τούτου εξαιρετικά οικονομικά και αποτελεσματικά. Για λόγους σύγκρισης, ένας φορητός υπολογιστής καταναλώνει περίπου 100 Watt την ώρα, ενώ ο ανθρώπινος εγκέφαλος καταναλώνει περίπου 20 Watt την ημέρα», λέει ο Δρ Maoz. «Η φύση είναι πολύ πιο προηγμένη από εμάς, οπότε θα πρέπει να τη χρησιμοποιήσουμε. Η αρχή που αποδείξαμε μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να εφαρμοστεί σε άλλες αισθήσεις, όπως η όσφρηση, η όραση και η αφή. Για παράδειγμα, ορισμένα ζώα έχουν εκπληκτικές ικανότητες να ανιχνεύουν εκρηκτικά ή ναρκωτικά. Η δημιουργία ενός ρομπότ με βιολογική μύτη θα μπορούσε να μας βοηθήσει να διατηρήσουμε την ανθρώπινη ζωή και να εντοπίσουμε τους εγκληματίες με τρόπο που δεν είναι δυνατός σήμερα. Μερικά ζώα ξέρουν πώς να ανιχνεύουν ασθένειες. Άλλοι μπορούν να αντιληφθούν τους σεισμούς. Ο ουρανός είναι το όριο."

Πολλές εξελίξεις στον τομέα της ρομποτικής μπορούν να αποδοθούν στην έμπνευση από τη φύση. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν πρόκειται για έντομα, τα οποία προσελκύονται συνεχώς από ερευνητές που προσπαθούν να αναδημιουργήσουν την αποτελεσματικότητά τους μεταξύ ρομποτικών συστημάτων.