로봇과 생물학적 시스템의 통합: 죽은 메뚜기 귀를 로봇에 연결

로봇 기술에서 놀라운 발전이 이루어졌습니다. 텔 아비브 대학의 연구자들은 죽은 메뚜기의 귀를 로봇에 성공적으로 연결했습니다. 로봇은 귀의 전기 신호를 수신하고 반응할 수 있었으며, 연구자들은 한 번의 박수를 통해 메뚜기의 귀가 소리를 듣고 로봇이 앞으로 이동하는 것을 보여주었습니다. 두 번의 박수는 로봇이 뒤로 이동하도록 합니다.

이 프로젝트는 이단 피셀이 주도했으며, 이비와 알라다르 플라이슈만 공학부와 신경과학 학교의 벤 M. 마오즈 박사 아래 공동 석사 과정 학생으로 연구했습니다. 이 연구에 참여한 다른 이름으로는 동물학 학교와 사골 신경과학 학교의 요시 요벨과 아미르 아야리 교수, 안토니 셰이닌 박사, 이단, 요니 아밋, 네타 샤빌 등이 있습니다.

이 연구는 센서 저널에 발표되었습니다.

생물학적 시스템을 기술 시스템에 통합

연구 팀은 먼저 생물학적 시스템의 장점과 기술 시스템에 어떻게 통합할 수 있는지 조사했습니다. 또한 죽은 메뚜기의 감각을 로봇 센서로 사용할 수 있는지 살펴보았습니다.

“우리는 청각을 선택했습니다. 기존 기술과 쉽게 비교할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 냄새의 경우는 훨씬 더 큰 도전이 있습니다”라고 마오즈 박사는 말합니다. “우리의 임무는 로봇의 전자 마이크를 죽은 곤충의 귀로 대체하고, 귀가 환경에서 전기 신호를 감지하는 능력을 사용하여, 특수 칩을 사용하여 곤충 입력을 로봇 입력으로 변환하는 것이었습니다.”

연구자들은 먼저 환경 신호에 반응할 수 있는 로봇을 구축한 다음, 죽은 메뚜기의 귀를 분리하고 특성화하여 살았습니다. 연구의 마지막 단계에서 팀은 곤충의 귀에서 수신된 신호를 로봇이 사용할 수 있도록 사용할 수 있는 방법을 개발할 수 있었습니다. 연구자들은 로봇이 “소리를 듣고” 그에 따라 반응할 수 있다고 말합니다.

“아야리 교수의 연구실은 메뚜기와 함께 작업하는 경험을 많이 가지고 있으며, 귀를 분리하고 특성화하는 기술을 개발했습니다”라고 마오즈 박사는 설명합니다. “요벨 교수의 연구실은 로봇을 구축하고 전기 청각 신호에 반응할 수 있는 코드를 개발했습니다. 그리고 나의 연구실은 Ear-on-a-Chip이라는 특수 장치를 개발했습니다. 이 장치는 실험 중에 귀를 살려두고, 기관에 산소와 음식을 공급하면서, 전기 신호를 메뚜기의 귀에서 로봇으로 전달할 수 있게 해줍니다.

보다 민감하고 에너지 효율적인 기술

생물학적 시스템은 기술 시스템보다 훨씬 우수합니다. 더 민감하고 에너지 효율적이기 때문입니다.

“일반적으로 생물학적 시스템은 기술 시스템보다 민감성과 에너지 소비 측면에서 큰 장점을 가지고 있습니다”라고 마오즈 박사는 계속합니다. “텔 아비브 대학 연구자들의 이 이니셔티브는 로봇과 곤충 사이의 센서 통합을 위한 문을 열어줍니다. 이것은 로봇 기술 분야에서 더 번거롭고 비싼 개발을 불필요하게 만들 수 있습니다.”

“생물학적 시스템은 전자 시스템보다 거의 가시적인 에너지를 소비한다는 것을 이해해야 합니다.它们는 미니어처이고, 따라서 매우 경제적이고 효율적입니다. 비교를 위해, 랩톱은 1시간에 약 100와트를 소비하지만, 인간의 뇌는 1일 약 20와트를 소비합니다”라고 마오즈 박사는 말합니다. “자연은 우리보다 훨씬 더 발전되어 있습니다. 그래서 우리는 그것을 사용해야 합니다. 우리가 보여준 원리는 다른 감각, 예를 들어 냄새, 시각, 촉각에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 일부 동물은 폭발물이나 마약을 감지하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 생물학적 코를 가진 로봇을 만드는 것은 인간의 생명을 보호하고 오늘날에는 불가능한 방식으로 범죄자를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 일부 동물은 질병을 감지할 수 있습니다. 다른 동물은 지진을 감지할 수 있습니다. 하늘은 제한이 없습니다.”

로봇 기술 분야의 많은 발전은 자연에서 영감을 얻었습니다. 특히 곤충의 경우, 연구자들이 로봇 시스템에서 효율성을 재현하려고不断으로 끌어들이고 있습니다.