سوسک‌های سایبورگ جایگزین پهپادها می‌شوند؟/تلاش برای کنترل حشرات و تبدیل‌شان به ربات

با موفقیت دانشمندان در تجهیز حشرات به سیستم الکترونیکی و کنترل آنها از راه دور، پرواز سوسک های سایبورگ غول پیکر می تواند یک اتفاق قریب الوقوع باشد، هر چند این رخداد برای برخی افراد به منزله کابوس خواهد بود.
حشرات، موجودات قابلی برای رسیدن به زوایا و اماکن دست نیافتنی توسط انسان هستند و این توانایی می تواند برای جانمایی سریع قربانیان زمین لرزه ها در میان ویرانی ها و نیز برای نظارت و استراق سمع در مواجهه با مجرمان یا تروریست ها، مفید باشد و بر این اساس، آزمایشگاه های متعددی در سراسر جهان برای طراحی گروهی از حشرات رباتیک تلاش می کنند.
اما کارشناسان دانشگاه فنی نانیانگ در سنگاپور و دانشگاه کالیفرنیا در برکلی یک گام جلوتر رفته اند و نشان دادند به جای طراحی رباتی که مانند حشرات حرکت می کند، می توان حشرات زنده را تحت کنترل درآورد.
تیم تحقیق در پروژه خود از الکترودها و کوله پشتی الکترونیکی کوچکی استفاده کردند که نشان می دهد حشرات را می توان به ربات های زیستی بدل کرد و به واقع، طراحی ماشین زنده ای که بتوان پرواز کردن و حرکت آن را از راه دور کنترل کرد، امکان پذیر است.
این ربات های زیستی حتی می توانند جایگزین هواپیماهای بدون سرنشین شوند، زیرا بسیار سریعتر خواهند بود و در طول پرواز هم نیاز به مهندس ندارند.
نویسندگان این مطالعه که در مجله Royal Society Interface منتشر شده است، گفتند: برخلاف ربات های ساخت بشر که مستلزم ساخت، مونتاژ و ادغام تعداد زیادی قطعات کوچک، حسگر و موتور هستند، در ساخت 'ربات های هیبریدی حشره - کامپیوتر' به طور مستقیم از حشرات زنده استفاده می شود.
در این پروژه، سوسک ها مجهز به الکترودهایی هستند که در بخش های خاصی از پاها، لوب های بینایی و عضلات پروازی این حشرات نصب شده اند و زمانی که این الکترودها به واسطه سیگنال رادیویی فعال می شوند، حشره وادار می شود که با سرعتی خاص حرکت کند، به پرواز درآید و یا به سمت چپ یا راست متمایل شود و حتی در اواسط پرواز به حالت شناور باقی بماند.
هیروتاکا ساتو استادیار دانشکده NTU که این تحقیق را رهبری می کند، گفت: با ارسال سیگنال به سمت سوسک می توانیم براحتی مسیر حرکت حشره را تغییر دهیم و حشره به پیمودن مسیر خود ادامه خواهد داد.
سوسک عظیم الجثه مورد استفاده در این پروژه که نام علمی آن Mecynorrhina torquata است، به طور متوسط حدود 3 اینچ (7.62 سانتی متر) طول و هشت گرم وزن دارد.
این حشره به این دلیل انتخاب شد که با وجود اندازه اش، می تواند محموله های نسبتا سنگین را مانند یک میکروفون کوچک و حسگر حرارتی که برای ماموریت های جستجو و نجات حیاتی هستند، حمل کند.
کوله پشتی حامل میکروتراشه با استفاده از موم آلی که ضرری برای پوسته سخت سوسک ندارد و به راحتی برداشته می شود، به پشت حشره بسته می شود.

تمامی سوسک های درگیر در این طرح، طول عمر معمول خود میان پنج تا شش ماه را حفظ کردند.
برخلاف پهپادهای ساختگی کنترل از راه دور، این سوسک ها نیازی به کنترل مداوم انسان ندارد زیرا به خودی خود می توانند ثبات پرواز را حفظ کنند.
در این راستا، مداخله انسان تنها برای تغییر جهت نابهنگام مورد نیاز است و تجهیزات الکترونیکی موجود در این کوله پشتی تراشه که تنها حدود 5 یورو قیمت دارند باعث می شود که استفاده از این سوسک ها بسیار ارزان تر از هواپیماهای بدون سرنشین شود.
محققان نشان داده اند که کنترل این حشرات در یک اتاق سربسته امکان پذیر است و امیدوارند آنها را در مناطق بزرگتری آزمایش کنند.
مایکل ماهاربیز استاد بخش مهندسی برق و علوم کامپیوتر دانشگاه برکلی گفت: چشم انداز طولانی مدت ما این است که نشان دهیم می توان یک حشره را از راه دور وادار به پرواز کنیم، بازگشت آن را در زمان لازم کنترل کنیم و زمانی که حشره به موقعیت تعیین شده می رسد، آن را متوقف سازیم و همه این کارها را به صورت مکرر و قابل اعتماد انجام دهیم.
کل ساختار به کار رفته در این پروژه با یک میکروباتری لیتیومی 3.9 ولتی کار می کند که انرژی قابل ارائه آن بیش از میزانی است که برای دوام آوردن در طول یک روز لازم است. اما محققان امیدوارند که روزی بتوانند از انرژی خورشیدی یا سایر منابع انرژی پایدار به جای این منبع انرژی استفاده کنند.

به گفته پروفسور ساتو، ممکن است در آینده کل این دستگاه حتی از باتری استفاده نکند و انرژی خود را از منابع پایدار مانند انرژی گرفته شده از امواج رادیویی محیط تامین کند.
از سوی دیگر، این طرح همچنین دانسته های زیست شناسان را درمورد آناتومی سوسک ها اساسا تغییر داده است.
برای بیش از 200 سال، حشره شناسان معتقد بودند که یک عضله خاص در میان بال های سوسک که به عضله coleopteran معروف است، به تنهایی مسئول کنترل تا شدن بال ها است. اما محققان در این پروژه متوجه شدند که این عضله برای هدایت و چرخیدن نیز مهم و حیاتی است.
پروفسور ساتو گفت: از دهه 1800 تصور می شد که عضله coleopteran سوسک تنها عمل تا کردن بال را انجام می دهد. اما سیستم بی سیم ما امکان داد که حرکت های عضلانی-عصبی را در جریان پرواز طبیعی و آزاد ثبت کنیم و با انجام این کار، متوجه شدیم که این ماهیچه برای هدایت و چرخیدن نیز استفاده می شود.
این مطالعات در نشریه Current Biology و مجله Royal Society Interface منتشر شده است.

۵۴۵۴