Батарейки

популярно о научном

Миниатюрный рюкзак сделает стрекоз радиоуправляемыми

Миниатюрный рюкзак сделает стрекоз радиоуправляемыми

Обладая уникальными летными способностями, стрекозы давно привлекают различных разработчиков микробеспилотников и летающих роботов.

К сожалению, пока что все эти проекты не продвинулись дальше компьютерных симуляций и рекламных роликов с компьютерной графикой. Однако, зачем изобретать колесо еще раз, если природа все уже давно сделала за нас?

Руководствуясь этим принципом, исследователи из Лаборатории Чарльза Старка Дрейпера (Charles Stark Draper Laboratory/CSDL) и Медицинского Института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute / HHMI) разработали миниатюрную электронную систему, прикрепляемую на спину настоящей живой стрекозе, позволяющую, по их заявлениям, управлять стрекозой на расстоянии чтобы перевозить грузы, проводить разведку и даже проводить опыление цветов.

Зачем изобретать робота-стрекозу, если можно приручить настоящую и сделать ее радиоуправляемой?

Зачем изобретать робота-стрекозу, если можно приручить настоящую и сделать ее радиоуправляемой?

Это далеко не первый случай, когда ученые пытаются "поиграть" с живыми насекомыми, будто те какие-нибудь радиоуправляемые машинки. Сегодня разрабатываются тараканы-киборги, которые могут использоваться в чрезвычайных ситуациях, например, при поисках живых людей в завалах зданий после землетрясений. Также идут разработки по "приручению" саранчи с целью обнаружения запрещенных веществ, будь то взрывчатка или наркотики - использование для этих целей насекомых будет намного эффективнее современного метода обнаружения этих веществ с помощью собак-ищеек. В приведенных случаях, системы управления позволяют "умно" использовать внешние органы насекомых, управляя их поведением. Так, тараканы контролируются стимулированием их усов, что реплицирует их ощущения при обнаружении препятствия движению с помощью этих же усов, вынуждая насекомое изменить курс. Похожим образом ученые используют отвращение саранчи к теплу, генерируя небольшие температурные импульсы с помощью специальных нагревающихся накладок на их боках, поворачивая насекомых в нужном направлении.

Проект DragonflEye продвигается гораздо "глубже" в нервную систему насекомых - команда из CSDL разработала технологию т.н. "оптродов" (optrodes), структур, которые работают как миниатюрные гибкие оптоволоконные кабели. Обладая способностью передавать направленные световые импульсы в суб-миллиметровом диапазоне, эти оптроды могут быть вживлены в в нервную ткань стрекозы и быть связанными напрямую с нейронами, ответственными за управление насекомым.

Прототип электронного модуля, который позволит сделать стрекоз радиоуправляемыми

Прототип электронного модуля, который позволит сделать стрекоз радиоуправляемыми

Тем временем, команда исследователей в HHMI генетически модифицировала стрекоз так, что их нейтроны будут отвечать на свет, позволяя принимать команды, испущенные световыми импульсами из оптродов (оптических стержней). Согласно исследованиям, воздействие оптродов достаточно точно локализовано, чтобы передать световой сигнал только нужным нейтроном, без воздействия на окружающие, и вся эта система управления помещается на спине у стрекозы.

"DragonflEye - это самая передовая разработка в мире микро-авиации, поскольку ничего более миниатюрного, легкого и незаметного еще не было создано человеком," - говорит Джесси Уилер (Jesse J. Wheeler), ведущий исследователь в проекте. "Эта система преодолевает существовавшие ранее пределы по энергопотреблению, регистрацией движения, алгоритмам, миниатюризации и оптогенетике, и все это умещается в одну миниатюрную систему, которую может носить насекомое."

Стрекозы-киборги могут найти свое применение в военной сфере, например, в разведке, скрытой доставке небольших грузов, но система может быть использована и для мирных нужд. Например, в связи с тем, что в последнее десятилетие по всему миру наблюдается общее уменьшение популяции пчел, ученые могут приспособить систему DragonflyEye к медоносным пчелам, чтобы иметь возможность мониторить их здоровье, миграции или напрямую управлять процессами опыления растений. Технология использования оптродов сама по себе может использоваться и в человеческом мозге, открывая новые возможности для точных терапевтических воздействий на отдельные точечные участки мозга.

"Когда-нибудь подобные устройства смогут продвинуть медицинские методики лечения различных заболеваний у людей, давая в результате более эффективные виды терапии с меньшим количеством побочных эффектов," отмечает Уилер. "Наша гибкая технология использования оптродов предлагает новые решения, позволяющие миниатюризировать диагностический иснтрумент, давая безопасный доступ к малым объектам нервной ткани и более точные терапевтические воздействия."

Источник: Charles Stark Draper Laboratory

Оставьте комментарий!


Комментарий будет опубликован после проверки

     

  

Facebook.

(обязательно)