I ricercatori collegano l’orecchio di una locusta a un robot

In uno sviluppo incredibile nel campo della robotica, i ricercatori dell’Università di Tel Aviv hanno collegato con successo l’orecchio di una locusta morta a un robot. Il robot è stato in grado di ricevere i segnali elettrici dell’orecchio e rispondere, e i ricercatori hanno dimostrato che se applaudono una volta, l’orecchio della locusta sente il suono, facendo muovere il robot in avanti. Se i ricercatori applaudono due volte, il robot si muove all’indietro.

Il progetto è stato guidato da Idan Fishel, uno studente di master congiunto supervisionato dal dottor Ben M. Maoz della Facoltà di Ingegneria Iby e Aladar Fleischman e della Scuola di Neuroscienze. Altri nomi coinvolti nel lavoro includono i professori Yossi Yovel e Amir Ayali della Scuola di Zoologia e della Scuola di Neuroscienze Sagol, nonché il dottor Antonny Sheinin, Idan, Yoni Amit e Neta Shavil.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Sensors.

Integrare sistemi biologici in sistemi tecnologici

Il team ha iniziato esaminando i vantaggi dei sistemi biologici e come potrebbero essere integrati in sistemi tecnologici. Hanno anche esaminato come i sensi di locuste morte potrebbero essere utilizzati come sensori per robot.

“Abbiamo scelto il senso dell’udito perché può essere facilmente paragonato alle tecnologie esistenti, a differenza del senso dell’olfatto, ad esempio, dove la sfida è molto più grande”, afferma il dottor Maoz. “Il nostro compito era sostituire il microfono elettronico del robot con l’orecchio di una locusta morta, utilizzare la capacità dell’orecchio di rilevare i segnali elettrici dall’ambiente, in questo caso le vibrazioni nell’aria, e, utilizzando un chip speciale, convertire l’input dell’insetto in quello del robot.”

I ricercatori hanno costruito un robot che potesse rispondere ai segnali ambientali, seguito dall’isolamento e dalla caratterizzazione di un orecchio di locusta morta e dal mantenerlo in vita. Nella fase finale della ricerca, il team è stato in grado di trovare un modo per utilizzare i segnali ricevuti dall’orecchio dell’insetto in modo che potessero essere utilizzati dal robot. Secondo i ricercatori, il robot poteva “sentire” i suoni e poi rispondere di conseguenza.

“Il laboratorio del professor Ayali ha una grande esperienza nel lavorare con le locuste e ha sviluppato le competenze per isolare e caratterizzare l’orecchio”, spiega il dottor Maoz. “Il laboratorio del professor Yovel ha costruito il robot e ha sviluppato un codice che consente al robot di rispondere ai segnali elettrici uditivi. E il mio laboratorio ha sviluppato un dispositivo speciale – Ear-on-a-Chip – che consente all’orecchio di essere mantenuto in vita durante l’esperimento fornendo ossigeno e cibo all’organo, mentre consente ai segnali elettrici di essere prelevati dall’orecchio della locusta e amplificati e trasmessi al robot.

Più sensibili e più efficienti dal punto di vista energetico

In molti modi, i sistemi biologici sono molto più superiori ai sistemi tecnologici. Non sono solo più sensibili, ma sono anche più efficienti dal punto di vista energetico.

“In generale, i sistemi biologici hanno un enorme vantaggio sui sistemi tecnologici – sia in termini di sensibilità che in termini di consumo di energia”, continua il dottor Maoz. “Questa iniziativa dei ricercatori dell’Università di Tel Aviv apre la porta a integrazioni sensoriali tra robot e insetti – e potrebbe rendere superflue molte sviluppi più complessi e costosi nel campo della robotica.”

“Dovrebbe essere chiaro che i sistemi biologici spendono un’energia trascurabile rispetto ai sistemi elettronici. Sono miniaturizzati e quindi anche estremamente economici ed efficienti. Per fare un confronto, un laptop consuma circa 100 watt all’ora, mentre il cervello umano consuma circa 20 watt al giorno”, afferma il dottor Maoz. “La natura è molto più avanzata di noi, quindi dovremmo utilizzarla. Il principio che abbiamo dimostrato può essere utilizzato e applicato ad altri sensi, come l’olfatto, la vista e il tatto. Ad esempio, alcuni animali hanno capacità incredibili di rilevare esplosivi o droghe; la creazione di un robot con un naso biologico potrebbe aiutarci a preservare la vita umana e identificare i criminali in un modo che non è possibile oggi. Alcuni animali sanno come rilevare le malattie. Altri possono percepire i terremoti. Il cielo è il limite.”

Molti progressi nel campo della robotica possono essere attribuiti all’ispirazione tratta dalla natura. Ciò è particolarmente vero quando si tratta di insetti, che sono costantemente utilizzati dai ricercatori che cercano di ricreare le loro efficienze all’interno dei sistemi robotici.