Один роботаракан в минуту: ученые автоматизировали производство насекомых-киборгов

Предыдущие эксперименты показали, что можно объединить электронику с живыми насекомыми и дистанционно управлять их поведением без нанесения им вреда. Инженеры-механики из Сингапура оптимизировали процесс установки «рюкзаков» с электронными компонентами на тараканах и жуках за счет использования робота, оснащенного системой компьютерного зрения.

Ранее команда экспериментировала с внедрением электродов в насекомых для управления их мышцами, нервной системой и органами чувств. Однако ручная имплантация оказалась медленным и сложным процессом из-за хрупкого строения тела насекомых. В своих последних экспериментах команда задействовала робота с визуальными возможностями для имплантации электроники мадагаскарским шипящим тараканам. Это насекомое было выбрано из-за его прочного пронотума — жесткой пластины, покрывающей спину.

Процесс начинался с анестезии тараканов с помощью углекислого газа. Затем насекомых размещали на платформе, где их положение автоматически фиксировалось металлическими стержнями. Робот, оснащенный компьютерным зрением, анализировал строение тела каждого таракана, учитывая индивидуальные различия в размерах, и определял точное место имплантации. После этого с помощью роботизированной руки на насекомое устанавливался электронный «рюкзак», снабженный крепежными элементами снизу для устойчивости.

Затем команда проверила, как пять тараканов-киборгов, собранных автоматически, двигаются, поворачиваются и останавливаются. Их производительность сравнили с собранными вручную системами. Результаты совпали. При стимуляции в течение 0,4 секунды автоматически собранные гибридные роботы могли поворачиваться больше чем на 70 градусов и замедляться на 68,2%.

Инженеры также провели полевые испытания группы из четырех роботизированных тараканов на пересеченной местности с использованием системы ультраширокополосной локализации. За десять минут насекомые-киборги преодолели 80% исследуемой зоны площадью 4 м², заполненной препятствиями.

Следующая задача ученых — научить жуков-киборгов действовать автономно, что позволит одновременно управлять сотнями таких роботов. По мнению исследователей, в будущем можно будет построить фабрики для создания насекомых-киборгов, чтобы удовлетворить спрос на быструю подготовку и развертывание. В «рюкзаки» можно будет интегрировать дополнительные датчики. Такие устройства планируется применять в промышленности и при ликвидации последствий стихийных бедствий.