Các nhà nghiên cứu kết nối Locust Ear với Robot

Trong một bước phát triển đáng kinh ngạc của người máy, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv đã kết nối thành công tai của một con châu chấu chết với một người máy. Rô bốt có thể nhận tín hiệu điện từ tai và phản hồi, đồng thời các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng nếu chúng vỗ tay một lần, tai của châu chấu sẽ nghe thấy âm thanh, khiến rô bốt di chuyển về phía trước. Nếu các nhà nghiên cứu vỗ tay hai lần, robot sẽ di chuyển lùi lại.

Dự án được dẫn dắt bởi Idan Fishel, một sinh viên thạc sĩ chung được giám sát bởi Tiến sĩ Ben M. Maoz của Khoa Kỹ thuật Iby và Aladar Fleischman và Trường Khoa học Thần kinh. Những cái tên khác tham gia vào công việc bao gồm Giáo sư Yossi Yovel và Amir Ayali từ Trường Động vật học và Trường Khoa học Thần kinh Sagol, cũng như Tiến sĩ Antonny Sheinin, Idan, Yoni Amit và Neta Shavil.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cảm biến.

Tích hợp hệ thống sinh học vào hệ thống công nghệ

Trước tiên, nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc kiểm tra những ưu điểm của các hệ thống sinh học và cách chúng có thể được tích hợp vào các hệ thống công nghệ. Họ cũng xem xét làm thế nào các giác quan của châu chấu chết có thể được sử dụng làm cảm biến rô-bốt.

Tiến sĩ Maoz nói: “Chúng tôi chọn thính giác vì nó có thể dễ dàng so sánh với các công nghệ hiện có, trái ngược với khứu giác chẳng hạn, nơi thách thức lớn hơn nhiều”. “Nhiệm vụ của chúng tôi là thay thế micrô điện tử của robot bằng tai của một con côn trùng đã chết, sử dụng khả năng của tai để phát hiện các tín hiệu điện từ môi trường, trong trường hợp này là các rung động trong không khí và sử dụng một con chip đặc biệt, chuyển đổi đầu vào của côn trùng thành tín hiệu đó. của người máy.”

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu chế tạo một robot có thể phản ứng với các tín hiệu môi trường, sau đó cô lập và mô tả đặc điểm của một con châu chấu đã chết và giữ cho nó sống sót. Trong giai đoạn cuối của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách tận dụng các tín hiệu mà tai côn trùng nhận được để robot có thể sử dụng chúng. Theo các nhà nghiên cứu, robot có thể “nghe thấy” âm thanh và sau đó phản hồi tương ứng. 

“Giáo sư. Tiến sĩ Maoz giải thích: Phòng thí nghiệm của Ayali có nhiều kinh nghiệm làm việc với châu chấu và họ đã phát triển các kỹ năng để phân lập và mô tả đặc điểm của tai. “Giáo sư. Phòng thí nghiệm của Yovel đã chế tạo rô-bốt và phát triển mã cho phép rô-bốt phản ứng với các tín hiệu điện thính giác. Và phòng thí nghiệm của tôi đã phát triển một thiết bị đặc biệt - Ear-on-a-Chip - cho phép chiếc tai được duy trì sự sống trong suốt quá trình thí nghiệm bằng cách cung cấp oxy và thức ăn cho cơ quan, đồng thời cho phép lấy tín hiệu điện ra khỏi tai của châu chấu và được khuếch đại và truyền đến robot.

Nhạy hơn và tiết kiệm năng lượng hơn

Theo nhiều cách, các hệ thống sinh học vượt trội hơn nhiều so với các hệ thống công nghệ. Chúng không chỉ nhạy hơn mà còn tiết kiệm năng lượng hơn. 

“Nói chung, các hệ thống sinh học có lợi thế rất lớn so với các hệ thống công nghệ — cả về độ nhạy và mức tiêu thụ năng lượng,” Tiến sĩ Maoz tiếp tục. “Sáng kiến ​​này của các nhà nghiên cứu Đại học Tel Aviv mở ra cánh cửa cho sự tích hợp cảm giác giữa rô-bốt và côn trùng — và có thể khiến những phát triển cồng kềnh và tốn kém hơn nhiều trong lĩnh vực rô-bốt trở nên dư thừa.”

“Nên hiểu rằng các hệ thống sinh học tiêu tốn năng lượng không đáng kể so với các hệ thống điện tử. Chúng được thu nhỏ, và do đó cũng cực kỳ kinh tế và hiệu quả. Để dễ so sánh, một chiếc máy tính xách tay tiêu thụ khoảng 100 watt mỗi giờ, trong khi bộ não con người tiêu thụ khoảng 20 watt mỗi ngày,” Tiến sĩ Maoz nói. “Tự nhiên tiên tiến hơn chúng ta rất nhiều, vì vậy chúng ta nên sử dụng nó. Nguyên tắc mà chúng tôi đã chứng minh có thể được sử dụng và áp dụng cho các giác quan khác, chẳng hạn như khứu giác, thị giác và xúc giác. Ví dụ, một số loài động vật có khả năng phát hiện chất nổ hoặc ma túy đáng kinh ngạc; việc tạo ra một robot có chiếc mũi sinh học có thể giúp chúng ta bảo toàn tính mạng con người và xác định tội phạm theo cách mà ngày nay không thể thực hiện được. Một số động vật biết phát hiện bệnh tật. Những người khác có thể cảm nhận được động đất. Bầu trời là giới hạn."

Nhiều tiến bộ trong lĩnh vực robot có thể là do cảm hứng từ thiên nhiên. Điều này đặc biệt đúng khi nói đến côn trùng, đối tượng thường xuyên được các nhà nghiên cứu sử dụng để cố gắng tái tạo hiệu quả của chúng trong các hệ thống rô-bốt.