Forskere kobler lokusøye til robot

I et bemerkelsesverdig gjennombrudd i robotteknologi har forskere ved Tel Aviv Universitet lykkes med å koble øret til en død lokus til en robot. Roboten kunne motta ørets elektriske signaler og reagere, og forskerne demonstrerte at hvis de klappet en gang, hørte lokusøyet lyden, og roboten beveget seg fremover. Hvis forskerne klappet to ganger, beveget roboten seg bakover.

Prosjektet ble ledet av Idan Fishel, en felles masterstudent under veiledning av Dr. Ben M. Maoz fra Iby og Aladar Fleischman Fakultet for Ingeniørvidenskab og Skolen for Nevrovitenskap. Andre navn som er involvert i arbeidet inkluderer professor Yossi Yovel og Amir Ayali fra Skolen for Zoologi og Sagol Skolen for Nevrovitenskap, samt Dr. Antonny Sheinin, Idan, Yoni Amit og Neta Shavil.

Forskningen ble publisert i tidsskriftet Sensors.

Integrering av biologiske systemer i teknologiske systemer

Teamet startet med å undersøke fordelene med biologiske systemer og hvordan de kunne integreres i teknologiske systemer. De så også på hvordan døde lokus-sanseorganer kunne brukes som robot-sensorer.

“Vi valgte hørsansen, fordi den kan lett sammenlignes med eksisterende teknologier, i motsetning til luktesansen, for eksempel, der utfordringen er mye større,” sier Dr. Maoz. “Vårt oppdrag var å erstatte robotens elektroniske mikrofon med et dødt insekts øre, bruke ørets evne til å detektere elektriske signaler fra miljøet, i dette tilfelle vibrasjoner i luften, og, ved hjelp av en spesiell chip, konvertere insekt-inndata til robotens inndata.”

Forskerne konstruerte først en robot som kunne reagere på miljøsignaler, fulgt av å isolere og karakterisere et dødt lokusøye og holde det i live. I den siste fasen av forskningen var teamet i stand til å finne en måte å utnytte signalene mottatt av insektets øye så de kunne brukes av roboten. Ifølge forskerne kunne roboten “høre” lydene og deretter reagere deretter.

“Prof. Ayalis laboratorium har omfattende erfaring med å arbeide med lokus, og de har utviklet ferdighetene til å isolere og karakterisere øret,” forklarer Dr. Maoz. “Prof. Yovels laboratorium bygde roboten og utviklet kode som gjorde det mulig for roboten å reagere på elektriske hørsignaler. Og mitt laboratorium har utviklet en spesiell enhet — Øye-på-en-chip — som gjorde det mulig å holde øyet i live gjennom eksperimentet ved å forsyne det med oksygen og mat, samtidig som det tillot elektriske signaler å tas ut av lokusøyet og forsterkes og overføres til roboten.

Mer følsom og energi-effektiv

På mange måter er biologiske systemer langt overlegne teknologiske systemer. De er ikke bare mer følsomme, men de er også mer energi-effektive.

“Generelt har biologiske systemer en enorm fordel over teknologiske systemer — både når det gjelder følsomhet og energiforbruk,” fortsetter Dr. Maoz. “Dette initiativet fra Tel Aviv Universitets forskere åpner døren for sanse-integrasjoner mellom roboter og insekter — og kan gjøre mange tungvinte og dyre utviklinger i robotikk-redundante.”

“Det bør forstås at biologiske systemer forbruker ubetydelig energi sammenlignet med elektroniske systemer. De er miniature, og derfor også ekstremt økonomiske og effektive. For å sammenligne, forbruker en bærbar datamaskin omtrent 100 watt per time, mens det menneskelige hjernen forbruker omtrent 20 watt per dag,” sier Dr. Maoz. “Natur er mye mer avansert enn oss, så vi bør bruke den. Prinsippet vi har demonstrert kan brukes og appliseres på andre sanseorganer, som luktesansen, synet og berøringen. For eksempel har noen dyr fantastiske evner til å detektere eksplosiver eller narkotika; skapningen av en robot med et biologisk nese kan hjelpe oss å bevare menneskeliv og identifisere kriminelle på en måte som ikke er mulig i dag. Noen dyr kan detektere sykdommer. Andre kan sanse jordskjelv. Himmelen er grensen.”

Mange fremgang i feltet robotikk kan tilskrives inspirasjon fra naturen. Dette er særlig sant når det gjelder insekter, som konstant trekkes på av forskere som prøver å gjenskape deres effektivitet blant robot-systemer.