Крошечный и юркий робот, способный пролезть в любую щель, мог бы помочь спасателям, военным, инженерам, обслуживающим сложные механизмы, и так далее. Но создавать таких роботов непросто. Нужно сделать их по-настоящему быстрыми и ловкими, научить ориентироваться в сложном "рельефе местности", обеспечить долгое функционирование на одной зарядке и решить множество других проблем.
Между тем таких "роботов" давным-давно создала эволюция. Живой таракан по своим навыкам передвижения даст сто очков вперёд любому механизму. Каждый, кто пытался угнаться за зловредным насекомым и прибить его тапкой, с этим согласится. Дело за малым: заставить членистоногое делать то, что нужно оператору, а не то, чего хочется ему самому.
Идея проста: в организм насекомого имплантируется микросхема, которая передаёт сигналы в его нервную систему. Так живое существо превращается в робота с дистанционным управлением. Подобные исследования ведутся уже давно, но найти общий язык с тараканами оказалось не так-то просто. Как сообщает пресс-релиз Университета Коннектикута, в предыдущих исследованиях животное неправильно реагировало в среднем на половину команд.
Абхишек Дутта (Abhishek Dutta) и Эван Фолкнер (Evan Faulkner) из упомянутого вуза создали усовершенствованную систему управления с меньшим количеством ошибок. Их статья готовится к публикации в журнале Proceedings of the Conference on Cognitive Computational Neuroscience.
Их детище посылает электрические сигналы в усики мадагаскарского таракана. Если нужно, чтобы насекомое повернуло направо, импульс посылается в левый усик. Таракану кажется, что слева он столкнулся с препятствием, и он поворачивает направо. Аналогично реализуется поворот влево.
Как отмечают разработчики новой системы, они улучшили способ соединения электродов с нервными волокнами насекомого (по сравнению с существующими аналогами). Это позволяет передавать сигнал с большей точностью.
Устройство также включает систему, определяющую, как и куда движется насекомое. Она имеет шесть степеней свободы и реагирует не только на поступательное, но и на вращательное движение. Такая точность и детальность сведений – тоже новое достижение. Информация о том, как животное отреагировало на команду, передаётся оператору в реальном времени посредством Bluetooth.
Система может регулировать электрическое напряжение и частоту импульсов, посылаемых нервным волокнам. Эксперименты авторов показали, что наилучшие результаты достигаются при напряжении 1,2 вольта и частоте 55 герц.
Наконец, прибор регулирует интенсивность воздействия на нервную систему в зависимости от температуры воздуха. Предыдущие исследования показали, что тараканы более охотно отправляются на прогулки в достаточно тёплой среде.
Проводя опыты, исследователи заметили, что, если передавать насекомому целый набор одинаковых команд одну за другой, он слабее реагирует на каждую последующую. То есть не удастся заставить таракана кружить на месте, всё время приказывая ему повернуть влево: он быстро перестанет "слушаться". Авторы пока не готовы дать этому факту исчерпывающее нейробиологическое объяснение, но он тоже был учтён при создании устройства.
Всё это значительно повышает эффективность системы управления по сравнению с другими подобными разработками. При этом исследователи признают, что им пока не удалось добиться от животного беспрекословного подчинения. Предстоит проделать ещё много работы, прежде чем насекомые станут послушными орудиями в руках инженеров с пультами управления.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о системе из тараканов-киборгов и дрона-наблюдателя и о том, как эти существа научились искать людей по голосу, а также о других достижениях в нелёгком деле дистанционного управления тараканами.
