Вместо "Мавиков" и не только: ученые превращают насекомых в киборгов-разведчиков

Фокус собрал несколько примеров сочетания современных технологий с живыми насекомыми. В частности, речь идет о тараканах, жуках Zophobas morio, пчелах и шелкопрядах.

Тараканы от SWARM Biotactics

Американская компания SWARM Biotactics специализируется на биороботических системах для обороны, безопасности и реагирования на стихийные бедствия. Одна ее необычных разработок — рои тараканов, оснащенных миниатюрными рюкзаками, позволяющими собирать данные в режиме реального времени с помощью камер.

По данным Reuters, электрические раздражители должны позволить людям дистанционно контролировать движения насекомых. Цель состоит в том, чтобы они предоставляли информацию для наблюдения во враждебной среде, например, информацию о позициях врага.

"Наши биороботы, созданные на основе живых насекомых, оснащены нейронной стимуляцией, датчиками и модулями безопасной связи. Ими можно управлять индивидуально или автономно в роях", — сказал генеральный директор SWARM Biotactics Стефан Вильгельм.

Сейчас компания получила финансирование в размере 13 миллионов евро для перехода от исследований к полевому развертыванию. Планы SWARM Biotactics включают:

• запуск пилотных операций в Европе и Северной Америке вместе с оборонными и спасательными службами;
• масштабирование производства собственных сенсорных рюкзаков, нейронных интерфейсов и роевой инфраструктуры;
• расширение своих центров исследований и разработок, а также международного центра выхода на рынок и инженерии;
• поиск лучших специалистов в области нейробиологии насекомых, встроенного искусственного интеллекта, полевой робототехники и интеграции систем двойного назначения.

Жуки на радиоуправлении

В свою очередь ученые из Университета Квинсленда в Австралии продемонстрировали, что они могут дистанционно управлять жуками Zophobas morio, оснащенными специальными рюкзаками, с помощью контроллеров видеоигр.

"Жуки имеют много природных талантов, которые делают их мастерами лазания и маневрирования в небольших, сложных пространствах, таких как плотные завалы, где роботам трудно ориентироваться. Наша работа использует эти дары и добавляет программируемые элементы управления, которые позволяют точно направлять жука, не влияя на его продолжительность жизни", — сказал доктор Тханг Во-Доан.

Как объясняет ученый, рюкзаки побуждают насекомых к движению в определенных направлениях с помощью электродов, которые стимулируют их антенны или затвердевшие передние крылья, известные как надкрылья. Однако, несмотря на достигнутые успехи в передвижении, переход от горизонтальных поверхностей к стенам остается для них вызовом.

Сейчас команда совершенствует конструкции, чтобы обеспечить возможность установки камер и компактной и эффективной системы питания для повышения мобильности и универсальности жука.

"Мы надеемся создать инструмент, который сможет легко передвигаться в хаотичной среде, чтобы точно определить местонахождение человека, предоставить подсказки относительно любых травм и дать спасателям представление о том, что нужно сделать, чтобы освободить его", — добавил доктор Во-Доан.

Китайские пчелы-киборги

Профессор Пекинского технологического института Чжао Цзелян и его команда недавно заявили о разработке контроллера мозга весом 74 миллиграмма. Устройство прикрепляется к спине рабочей пчелы и прокалывает ее мозг тремя иглами, чтобы приказать ей лететь в определенных направлениях. В ходе испытаний контроллер тройки сработал в девяти случаях из десяти.

По мнению ученых, контролируемые пчелы могли бы служить военными разведчиками или использоваться для поиска выживших после стихийного бедствия. Микроустройства можно оснастить камерами, прослушивающими устройствами и датчиками, которые позволят позволяют насекомым собирать и записывать информацию.

"Роботы на основе насекомых наследуют превосходную мобильность, камуфляжные возможности и адаптивность к окружающей среде от своих биологических хозяев", — отметили китайские ученые, — "По сравнению с синтетическими альтернативами, они демонстрируют повышенную скрытность и увеличенную оперативную выносливость, что делает их бесценными для скрытой разведки в таких сценариях, как городские бои, борьба с терроризмом и запрет наркотиков, а также критические операции по ликвидации последствий стихийных бедствий".

В предыдущих исследованиях команда также оснащала жуков микрочипами и проводами. Это оборудование позволяло управлять движением жука с помощью инфракрасных лучей и сигналов Bluetooth.

Биогибридный дрон-шовкопряд

Исследователи из Японии разработали биогибридный дрон, который использует для навигации чувствительные к запахам антенны шелкопрядов. Традиционные навигационные системы в дронах полагаются на визуальные датчики, которые теряют эффективность в таких условиях, как слабая освещенность, пыль и влажность. В качестве альтернативы ученые предложили систему, которая объединяет роботизированные элементы с антеннами насекомых, способных обнаруживать феромоны на расстоянии до нескольких километров.

Чтобы улучшить свой дрон, команда дополнительно включила механизмы, которые имитируют поведение шелкопрядов. Насекомые периодически останавливаются во время процесса отслеживания запаха, чтобы повысить точность поиска, поэтому ученые разработали "алгоритм пошагового вращения", который имитирует эти паузы.

По мнению исследователей, дроны с антеннами шелкопрядов можно использовать для обнаружения утечек газа и раннего обнаружения пожаров, а также повысить общественную безопасность в аэропортах благодаря обнаружению опасных веществ, таких как наркотики и взрывчатые вещества

"Биогибридный беспилотник может позволить спасателям быстро находить выживших, отслеживая запахи, что в конечном итоге позволит спасти больше жизней, когда каждая секунда на счету", — подчеркнул доктор Теруцуки.