Γιατί να δημιουργηθεί ένα ρομπότ από το μηδέν, όταν τα έντομα μπορούν να μετατραπούν σε ζωντανούς «κυβερνο-πράκτορες»;
Με αυτό το σκεπτικό, ο Thang Vo-Doan, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κουίνσλαντ στην Αυστραλία, ανέπτυξε ένα σύστημα που επιτρέπει τον έλεγχο των κινήσεων αληθινών σκαθαριών μέσω χειριστηρίου βιντεοπαιχνιδιού.
Στόχος δεν είναι να παρενοχληθούν τα έντομα, αλλά να αξιοποιηθούν σε αποστολές διάσωσης, εντοπίζοντας επιζώντες κάτω από συντρίμμια.
Το «θαύμα» γίνεται μέσω μιας μικροσκοπικής «πλάτης» με μικροτσίπ που τοποθετείται στο σώμα του σκαθαριού.
Από εκεί, οι ερευνητές στέλνουν ηλεκτρικά σήματα στα μπροστινά του πόδια και τις κεραίες, κατευθύνοντάς το προς την επιθυμητή κατεύθυνση.
Το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό: σύμφωνα με την ομάδα, η ανίχνευση εγκλωβισμένων ατόμων θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσα σε ώρες αντί για ημέρες.
«Επιλέξαμε τα σκαθάρια όχι μόνο για την ανθεκτικότητά τους, αλλά και για το μικρό τους μέγεθος και τη δύναμή τους, που τους επιτρέπουν να μεταφέρουν μικρά ηλεκτρονικά εξαρτήματα χωρίς να περιορίζεται η κινητικότητά τους», εξηγεί ο Vo-Doan σε συνέντευξή του στο TN Tecno.
«Έχουν ευελιξία, προσαρμόζονται εύκολα σε διαφορετικά περιβάλλοντα και μόλις ενηλικιωθούν, σταματούν να μεγαλώνουν, κάτι που βοηθά στην σταθερή τοποθέτηση των ηλεκτροδίων. Είναι επίσης εύκολα στη φροντίδα και στον χειρισμό, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για μακροχρόνιες πειραματικές μελέτες».
Ο ερευνητής αποκάλυψε και το πώς του ήρθε αυτή η ιδέα. «Ήταν το 2016 όταν κατάφερα να ελέγξω επιτυχώς ένα “κυβερνο-σκαθάρι” ώστε να ακολουθήσει μια διαδρομή σε σχήμα οκτώ. Ήταν απόδειξη ότι ο έλεγχος της πλοήγησης είναι εφικτός. Πιο πρόσφατα, ο συνάδελφός μου Lachlan Fitzgerald απέδειξε ότι μπορούμε να τους δώσουμε εντολή να σκαρφαλώσουν, ανεβάζοντας το εγχείρημα σε άλλο επίπεδο» είπε.
Έντομο ή ρομπότ; Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Για τον λόγο που επέλεξε να χρησιμοποιηθεί ένα αληθινό σκαθάρι αντί για ένα ρομπότ, είπε: «Τα σκαθάρια είναι τρομερά αποδοτικά ενεργειακά, κινούνται χωρίς να χρειάζονται κινητήρες ή μπαταρίες. Έχουν φυσική κινητικότητα και μπορούν να διασχίσουν εδάφη που τα ρομπότ δυσκολεύονται να προσεγγίσουν. Η ρομποτική δεν μπορεί εύκολα να αντιγράψει τέτοια φυσική προσαρμοστικότητα».
Οσον αφορά το μειονέκτημά τους είπε: «Οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν βιολογικές διαφορές. Δεν συμπεριφέρονται πάντα προβλέψιμα».
Πώς λειτουργεί τελικά το σύστημα;
Οσον αφορά τον μηχανισμό είναι πολύ απλός. Τα σκαθάρια καθοδηγούνται κυρίως από τις αισθήσεις τους – κεραίες, πόδια, πλάτη. Οι ερευνητές τοποθετούν μικρά ηλεκτρόδια κοντά στα νεύρα που σχετίζονται με αυτές τις αισθήσεις. Με ηλεκτρικά σήματα, μπορούν να «ξεγελούν» το έντομο ώστε να νομίζει πως κάτι το αγγίζει.
Αν διεγερθεί η αριστερή κεραία, το σκαθάρι στρέφεται προς τα δεξιά, νομίζοντας ότι υπάρχει εμπόδιο αριστερά. Έτσι, ελέγχουν την πορεία του - αριστερά, δεξιά, εμπρός, πίσω, ακόμη και προς τα πάνω.
Το σύστημα ελέγχεται μέσω χειριστηρίου Xbox, αν και -όπως λέει ο Vo-Doan- οποιοδήποτε τυπικό joystick κάνει τη δουλειά. Το έντομο λαμβάνει εντολές σε πραγματικό χρόνο, ενώ το σακίδιο μπορεί να λειτουργήσει και ασύρματα. Για λόγους πρακτικότητας, στο εργαστήριο χρησιμοποιείται ενσύρματη σύνδεση. Όσον αφορά την σύνδεση με το σκαθάρι, αυτή είναι εντελώς ανώδυνη.
«Αναισθητοποιούμε τα σκαθάρια με θρυμματισμένο πάγο πριν τους τοποθετήσουμε το ηλεκτρονικό σακίδιο. Έτσι δεν αισθάνονται ενόχληση και μπορούμε να τα χειριστούμε με ασφάλεια όσο είναι ακίνητα», εξηγεί ο ερευνητής.
Πού αλλού μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα «κυβερνο-έντομα»;
Εκτός από αποστολές διάσωσης, τέτοια έντομα-φορείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:
- Περιβαλλοντική παρακολούθηση σε δύσβατα ή επικίνδυνα σημεία (δάση, κατεστραμμένες δομές)
- Γεωργία ακριβείας, για τη μέτρηση υγρασίας, θερμοκρασίας και εντοπισμό παρασίτων, μειώνοντας τη χρήση χημικών
Η φυσική τους ικανότητα να κινούνται σε περίπλοκα περιβάλλοντα τα καθιστά μια ελκυστική εναλλακτική λύση απέναντι σε drones και ρομπότ.
Ο Vo-Doan αποκαλύπτει ότι η ομάδα του εργάζεται τώρα πάνω σε πιο προηγμένα, ασύρματα σακίδια με ενσωματωμένους αισθητήρες περιβάλλοντος, ικανά να ανιχνεύουν επιζώντες και να αξιολογούν καταστάσεις σε ερείπια.
«Υπολογίζουμε ότι θα χρειαστούν 5 έως 10 χρόνια για να υπάρξει πλήρως επιχειρησιακό σύστημα. Το χρονοδιάγραμμα εξαρτάται φυσικά από τη χρηματοδότηση και την πρόοδο της έρευνας», λέει ο ίδιος.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Science.