По една роботизирана хлебарка в минута: учени автоматизираха производството на насекоми киборги

Сингапурски учени са довели концепцията за насекоми киборги до едно съвсем ново ниво. Те са създали автоматизирана система за масово производство, която позволява на всеки 68 секунди да се сглобява по една управляема хлебарка. Електрониката се въвежда в насекомото от робот с компютърно зрение, предварително обучен да определя точното място за импланта. Получените по този начин хлебарки-роботи успешно изпълняват различни команди: завиване, намаляване на скоростта и преодоляване на препятствия. Технологията ще позволи в бъдеще да се използват насекоми, оборудвани със сензори, при операции по издирване и спасяване и в промишлеността. Следващата стъпка е автономното управление на подобни устройства.

Предишни експерименти показаха, че е възможно да се комбинира електроника с живи насекоми и дистанционно да се контролира поведението им, без да им се нанася вреда. Машинни инженери от Сингапур са оптимизирали процеса на поставяне на „раници“ с електронни компоненти върху хлебарки и бръмбари с помощта на робот, оборудван със система за компютърно зрение.

Преди това екипът е експериментирал с имплантиране на електроди в насекоми, за да контролират техните мускули, нервна система и сетива. Ръчното имплантиране обаче се оказа бавен и сложен процес поради крехката телесна структура на насекомите. В последните си експерименти екипът използва робот с визуални възможности, за да имплантира електроника в съскащите хлебарки от Мадагаскар. Това насекомо е избрано заради здравия му пронотум – твърда плочка, покриваща гърба му.

Процесът започва с анестезия на хлебарките с въглероден диоксид. След това насекомите се поставят на платформа, където положението им се фиксира автоматично с метални пръчки. Робот, оборудван с компютърно зрение, анализира структурата на тялото на всяка хлебарка, като взема предвид индивидуалните различия в размера, и определя точното място на имплантиране. След това с помощта на роботизирана ръка върху насекомото се поставя електронна „раница“, снабдена с крепежни елементи в долната част за по-голяма стабилност.

След това екипът тества как петте роботизирани хлебарки се движат, завъртат и автоматично спират. Тяхното представяне е сравнено с ръчно сглобените подобни модели. Резултатите съвпаднаха. Когато били стимулирани в продължение на 0,4 секунди, автоматично сглобените хибридни роботи можели да се завъртят на повече от 70 градуса и да забавят движението си с 68,2%.

Инженерите също така са тествали в полеви условия група от четири роботизирани хлебарки върху неравен терен, използвайки ултрашироколентова система за локализация. За десет минути насекомите-киборги преодоляха 80% от изследователска площ от 4 м², пълна с препятствия.

Следващата задача на учените е да научат бръмбарите киборги да действат автономно, което ще им позволи да управляват стотици такива роботи едновременно. Според изследователите в бъдеще биха могли да се изградят фабрики за създаване на насекоми-киборги, които да отговорят на нуждите от бърза подготовка и внедряване. В „раниците“ биха могли да се интегрират допълнителни сензори. Планира се тези устройства да се използват в промишлеността и при реакция при бедствия.