Робот «слышит», используя ухо саранчи

Робот, разрабатываемый в Тель-Авивском университете, «слышит» электрические сигналы благодаря естественному датчику:уху мертвой саранчи.

До сих пор призыв и ответ, возможный благодаря ушастому роботу, были базовыми. Когда исследователь хлопает в ладоши, ухо саранчи улавливает звук, и робот движется вперед. Когда исследователь дважды хлопает в ладоши, робот движется назад.

Однако демонстрация объединения роботизированных платформ и биологических элементов открывает дверь для захватывающего набора новых приложений, по словам доктора Бена М. Маоза, ведущего исследователя проекта и профессора инженерного факультета Иби и Аладара Флейшман. и Школа неврологии Сагол.

«Вы можете представить себе всевозможные задачи, в которых сегодня используются датчики животных, которые могут быть заменены такими роботами. Например, такие как обнаружение запаха наркотиков и взрывчатых веществ», — сказал д-р Моаз в Tech Briefs. .

Результаты исследования опубликованы в журнале Sensors .

Как выглядит саранча-ухо на чипе

Микрожидкостный чип подключается к специально разработанному всасывающему электроду. Слуховой нерв саранчи, расположенный внутри чипа, перед записью втягивается во всасывающий электрод. «Ухо-на-чипе» действует как датчик, а затем реагирует на звуки.

В дополнение к индивидуальному чипу и всасывающему электроду роботизированная платформа включает в себя усилитель сигнала и систему контроллера и процессора сигналов (CSPS).

Ухо-на-чипе поддерживает жизнь уха, снабжая орган кислородом и пищей, позволяя при этом извлекать электрические сигналы из уха саранчи, усиливать их и передавать роботу.

Вместе с экспертом по саранче профессором Амиром Аяли (из Школы зоологии) и специалистом по звуку профессором Йосси Йовелем (из Школы неврологии Сагола) доктор Маоз заменил электронный микрофон робота ухом мертвого насекомого.

Ухо улавливает сигналы из окружающей среды, в данном случае вибрации в воздухе. Затем специальный чип преобразует входные данные насекомых в данные робота.

По словам доктора Маоза, такое достижение — замена технологических систем биологическими — позволяет повысить чувствительность и энергоэффективность.

«Биологические системы расходуют ничтожно мало энергии по сравнению с электронными системами. Они миниатюрны и, следовательно, чрезвычайно экономичны и эффективны», — сказал Маоз в марте .

В разделе вопросов и ответов с Tech Briefs ниже д-р Маоз описывает будущее, которое он видит с технологиями, которые действительно берут от природы.

Технические обзоры :Каково значение этого достижения?

Доктор. Бен М. Маоз :Значение этой работы состоит в том, чтобы показать доказательство того, что мы можем интегрировать биологические элементы с роботизированными платформами. В частности, мы показываем, что можем использовать слуховую систему, которая может служить входом для звука, для управления роботом.

Здесь мы показываем его для звуковой системы, но он открывает много дверей для большего количества применений.

Наблюдайте за полетом «Smellicopter»

В видеоролике Tech Briefs TV показано, как команда из Вашингтонского университета добавила к своему дрону антенну из живых мотыльков.

Технические обзоры : Собираетесь ли вы построить систему, которая требует снабжения кислородом и едой? Или вы намерены попытаться сымитировать ухо саранчи и создать аппаратный эквивалент?

Доктор. Маоз :Этот вопрос является одним из основных вызовов проекта. Нам пришлось разработать сложное устройство, которое постоянно снабжает ухо саранчи кислородом и питательными веществами, чтобы поддерживать его жизнь.

Технические обзоры :Нужно ли обновлять питательные вещества? Как часто?

Доктор. Маоз :Да, в ухо нужно давать свежие питательные вещества. Мы можем сделать это либо вручную через 4-6 часов, либо с помощью имеющейся у нас перфузионной системы, которая может делать это непрерывно.

Технические обзоры :Как выглядит эта система?

Доктор. Маоз :Устройство представляет собой «микрожидкостный чип», который имеет специальные каналы и держатели, которые удерживают ухо близко к воздуху, а также внутри находится специальная жидкость, обеспечивающая ухо необходимыми питательными веществами.

Технические обзоры :Что вдохновило вас пойти с саранчой?

Доктор. Маоз :Мне посчастливилось работать с профессором Йосси Йовелем, экспертом по звуку, и профессором Амиром Аяли, экспертом по саранче. Поэтому мы решили начать с этого, вдобавок к отличным слуховым возможностям, которыми обладает саранча.

Технические обзоры :Является ли приложение саранчи скорее демонстрацией? Что можно сделать с роботом, у которого есть такой детектор?

Доктор. Маоз :Поскольку проект был таким амбициозным, мы хотели начать с интеграции чувств, которые будет относительно «легко» сравнивать с электронными датчиками (в данном случае это будет микрофон). Теперь, когда мы знаем, что концепция действительно работает, мы работаем над другими сенсорными возможностями (такими как обоняние), которые гораздо сложнее создать с помощью современных технологий.

Технические обзоры :Видите ли вы будущее, в котором технология будет более биологической, как, например, «Smellicopters»? Каковы преимущества использования большего количества биологических технологий?

Доктор. Маоз :Миллионы лет эволюции позволили создать маленькие, чувствительные и эффективные датчики, которые мы не можем воспроизвести с помощью современных технологий. Поэтому мы хотели бы использовать и интегрировать эти удивительные возможности распознавания с роботизированными платформами.

Технические обзоры :Какой следующий тест? Речь идет об усовершенствовании приложения для борьбы с саранчой или опробовании новых идей с различными видами организмов?

Доктор. Маоз :В настоящее время мы думаем об интеграции «лучшего из всех миров», который может быть массивом датчиков от разных насекомых. Это может включать либо работу с одним органом чувств нескольких организмов, либо работу с несколькими датчиками разных организмов. После публикации статьи к нам обратилось много людей с сумасшедшими и интересными идеями и приложениями, которые мы сейчас рассматриваем.

У вас есть идеи? Что вы думаете о более биологическом подходе к технологиям? Поделитесь своими вопросами и комментариями ниже.