Учените усъвършенстваха технологията за превръщането на хлебарките в мини киборги (видео)

Според наскоро проведено експериментално проучване един ден хлебарките може да спасят живота ви! Изследователите са превърнали тези насекоми в киборги, способни да се събират на рояци за спасителни мисии. За целта те са оборудвали хлебарките с интерфейс „мозък-машина“ и са разработили алгоритъм за управление на тяхната навигация.

Технологията вече дава възможност на тези своеобразни роботи да се възлагат мисии, които са твърде опасни или невъзможни за хората. Подобни машини биха били особено полезни за намиране на оцелели при природни бедствия или за изследване на високорискови райони. Повечето съвременни роботи обаче имат технически ограничения, които ги правят неподходящи за такива среди. Например, те трудно се ориентират в пресечен терен, като например в зони на бедствия или в претъпкани подземни пространства. Те могат да изпитват затруднения да се придвижват, без да се сблъскват с препятствия или други роботи, а ефективността им може да бъде ограничена, ако нямат системи, адаптирани към различни среди. Освен това те трябва да управляват ефективно потреблението на енергия, за да увеличат максимално автономността си.

В отговор на тези предизвикателства изследователи от Технологичния университет Nanyang в Сингапур предлагат използването на хлебарки, оборудвани с миниатюрни електронни контролери. Тези устройства могат да се използват за управление на насекомите, които вече имат естествената способност да избягват препятствията. В ново изследване, публикувано на сървъра arXiv, учените представят своя подобрен навигационен алгоритъм, адаптиран към поведението на рояците. Проектът има за цел да подпомогне операциите по търсене и спасяване след природни бедствия.

Насекомите киборги

За експериментите си изследователите са използвали мадагаскарски хлебарки (Gromphadorhina portentosa) и са ги превърнали в „насекоми киборги“. Тези хлебарки, известни със своята устойчивост на екстремни условия, са били снабдени с миниатюрни електронни устройства, прикрепени към гърба им. Те позволяват движенията им да бъдат управлявани дистанционно от централен компютър, който им изпраща сигнали. Тези сигнали се подават на хлебарките чрез електроди, разположени в близост до сетивата им (един вид интерфейс мозък-машина), което им позволява много прецизно да се ориентират в сложна среда.

В предишно изследване същият екип представи подобни устройства за управление. Насекомите са били оборудвани с микрокомпютър и инфрачервена камера, които са послужили за основа на настоящото устройство.

Усъвършенстваните алгоритми за навигация

За да управляват ефективно навигацията на рояка, изследователите са разработили алгоритъм, който осигурява координирано движение на групата. Тази система е тествана в серия от десет експеримента, което гарантира възпроизводими резултати.

Група от 20 хлебарки е поставена на пясъчно поле с площ 3,5 кв. м, симулиращо сложна среда с хълмове и скали. Тестовете показаха, че роякът може да бъде организиран йерархично: лидер и 19 последователи. Лидерът е знаел целевата позиция и е знаел накъде да се движи групата, докато останалите членове са знаели само относителната позиция на своите съседи.

Алгоритъмът не само доказа своята ефективност при контрола на рояците, но и намали честотата на електрическата стимулация, необходима за контролиране на насекомите. Това подобрение увеличава автономността на системата, като по този начин увеличава шансовете за успех на потенциални спасителни мисии.

Засега няма индикации тази нова технология да се използва от военните, но със сигурност би могла.