Wissenschaftler Hijack Bugs, verwandeln sie in Cyborgs

Durch Implantation von Elektroden in die Muskulatur von Käfern, Wissenschaftler können nun präzise steuern wie Cyborg-Insekten gehen – eine Fähigkeit, die diese Fehler helfen können komplizierte Arbeitseinsätze, sagte Forscher in einer neuen Studie.

Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler, Insekten nach Inspiration gesucht, beim Entwerfen von Robotern, mit der Hoffnung von Millionen von Jahren der Evolution zu lernen. Immerhin können Insekten die erfolgreichsten Tiere der Erde, machen etwa 75 Prozent aller Tierarten bekannt für die Menschheit sein.

In den vergangenen zwei Jahrzehnten, anstatt zu versuchen, komplizierte Roboter zu schaffen, die die Komplexität der Insekten Form imitieren haben Forscher versucht, Entführung Bugs zu ihnen Roboter selbst gemacht. Wissenschaftler können bereits den Flug live Motten mit implantierten Elektronik zu steuern. Dieser Cyborg-Insekten finden konnte eine Vielzahl von Anwendungen, von Spionage für SAR Missionen. [Video: es geht! Wissenschaftler machen Käfer in "Cyborg"]

Obwohl die Forscher räumte ein, dass die Cyborg-Insekten haben eine Reihe von Nachteilen im Vergleich zu echten Roboter, wie begrenzte Lebensspanne und haben sie auch mehrere Vorteile. Insekten sind beispielsweise fertige Plattformen, damit Erfinder hätte zu konzipieren und unzählige winzige Teile zu integrieren. Cyborg-Insekten auch verbrauchen etwa 100 mal weniger Strom als Roboter von vergleichbarer Größe und "brauchen keine komplizierten Code, Hindernisse zu überwinden" als Roboter Co-Autor Studie zu tun, sagte Hirotaka Sato, Maschinenbau-Ingenieur an der Nanyang Technological University in Singapur, Leben-Wissenschaft. "Wir können nur unsere Steuerung abgeschaltet und das Insekt die Hindernisse zu überwinden, von selbst."

Die bisherige Forschung verwendet elektrische Signale, Cyborg-Insekten zu Fuß über Elektroden, die mit ihren Antennen oder Gehirn verdrahtet anzutreiben. Jedoch solche Verbindungen könnte oft unzuverlässig, und Wissenschaftler keine Kontrolle über die Geschwindigkeit oder die Gangart der Insekten hatte, sagte der Forscher.

Statt Verdrahtung der Insekten Antennen oder Gehirne, Sato und seinen Colleagueswired die Insekten Muskeln um die Art und Weise steuern sie gingen – eine Strategie, die Forscher sagen, kann die Agilität des Cyborg-Insekten auf praktische Anwendungen zu verbessern. [Roboter auf der Flucht! 5 Bots, die wirklich bewegen kann]

Wissenschaftler experimentierten mit Mecynorrhina Torquata, ein riesiger Käfer ursprünglich aus Zentralafrika, das mit bis zu 3,3 Zoll (8,5 cm) lang sein. Die Forscher experimentierten mit live männliche Käfer gekauft von einem Käfer Unternehmen in Taiwan. (Die Männchen sind die größeren Sex Arten.)

Die Wissenschaftler implantierten acht Paare von Elektroden in jeder Käfer. Diese Elektroden gesteuert acht Muskeln in den Vorderbeinen jeder Käfer. Elektrisch stimuliert die Muskeln könnte machen die Beine verlängern oder zurückziehen, und senken oder heben, sagte der Forscher.

Die Wissenschaftler analysierten das natürliche 3D Bewegungen der Beine Käfer zu verstehen, welche Sequenzen von Bewegungen normalerweise aufgetreten ist, wenn die Insekten ging. Als nächstes entwickelten sie Sequenzen der elektrischen Stimulation entwickelt, um genau die Käfer Schrittfrequenz zu ändern, die wiederum ihre Schrittlänge und die Gehgeschwindigkeit angepasst.

Ein zukünftiges Ziel dieser Forschung ist es, alle sechs Beine der Insekten zu kontrollieren, sagte Sato. Die Wissenschaftler auch Systeme zur Überwachung der Positionen der Cyborg-Insekten und ihre Wege auf spezifische Ziele zu Steuern einführen wollen, fügte er hinzu.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-30 März im Journal der Royal Society Interface.

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