Ухо мертвой саранчи признали лучшим датчиком для робота

Впервые в мире ученые из Тель-Авивского университета оживили и подключили ухо мертвой саранчи к роботу, который принимает электрические сигналы уха и реагирует соответствующим образом. Когда исследователи хлопают один раз, ухо саранчи слышит звук, и робот движется вперед; когда исследователи дважды хлопают в ладоши, робот движется назад

В междисциплинарном исследовании, опубликованном в престижном журнале Sensors, ученые объясняют цель работы. Вначале они стремились изучить, как преимущества биологических систем могут быть интегрированы в технологические системы и как органы чувств мертвой саранчи могут применить в качестве датчиков для робота.

«Мы выбрали слух, потому что его можно легко сравнить с существующими технологиями, в отличие, например, от обоняния, что гораздо сложнее, — говорит д-р Маоз.  — Наша задача заключалась в том, чтобы заменить электронный микрофон робота на ухо мертвого насекомого, использовать способность уха улавливать электрические сигналы из окружающей среды, в данном случае колебания в воздухе, и с помощью специального чипа преобразовать сигнал насекомого в этого робота».

На первом этапе исследователи создали робота, способного реагировать на сигналы из окружающей среды. Затем, в рамках междисциплинарного сотрудничества, ученые смогли выделить и охарактеризовать мертвое ухо саранчи и сохранить его живым, то есть функциональным, достаточно долго, чтобы успешно подключить его к роботу.

На заключительном этапе исследователям удалось найти способ улавливать сигналы, получаемые ухом саранчи, таким образом, чтобы их мог использовать робот. В конце процесса робот мог «слышать» звуки и соответственно реагировать.

Лаборатория д-ра Маоза разработала специальное устройство — Ear-on-a-Chip, — которое позволяет уху оставаться в живых на протяжении всего эксперимента, доставляя в орган кислород и пищу, позволяя выводить электрические сигналы из уха саранчи, усиливать их и передавать роботу.

«В целом биологические системы имеют огромное преимущество перед технологическими системами как с точки зрения чувствительности, так и с точки зрения энергопотребления. Эта инициатива исследователей Тель-Авивского университета открывает двери для сенсорной интеграции роботов и насекомых — и может сделать дорогие разработки в области робототехники излишними.

Следует понимать, что биологические системы расходуют ничтожно мало энергии по сравнению с электронными. Они миниатюрны, а потому чрезвычайно экономичны и эффективны. Для сравнения: ноутбук потребляет около 100 Вт в час, а человеческий мозг — около 20 Вт в день. Принцип, который мы продемонстрировали, может быть использован и применен к другим чувствам, таким как обоняние, зрение и осязание. Например, некоторые животные обладают удивительными способностями к обнаружению взрывчатых веществ или наркотиков; создание робота с биологическим носом поможет нам сохранить человеческую жизнь и идентифицировать преступников таким способом, который сегодня невозможен. Некоторые животные умеют обнаруживать болезни. Другие ощущать землетрясения. Впереди нас ждут потрясающие открытия», сказал эксперт.

Источник

Поделиться новостью
Перейти к верхней панели