Для армии США создают саранчу-киборга
Наука и технологии

    «Выпустить саранчу-сапера», — такую команду уже через два года возможно смогут отдавать руководители саперных подразделений благодаря исследованиям, проводимым сегодня группой американских ученых и инженеров из университета Вашингтона в Сент-Луисе. На то, чтобы превратить саранчу в управляемого био-киборга ВМФ США, заинтересованное в скорейшем результате, уже выделило руководителю группы Баранидхарану Раману трехлетний грант в сумме $750 000.

    Команда инженеров из Университета Вашингтона в Сент-Луисе под руководством Рамана Баранидхарана рассчитывает использовать естественные возможности механизма обоняния саранчи для создания перспективных систем зондирования, которые могут быть использованы для обнаружения взрывчатых веществ.

    Баранидхаран Раман, доцент кафедры биомедицинской инженерии в школе инженерных и прикладных наук сумел предоставить руководству Управления военно-морских исследований США (ONR) достаточно веские аргументы в пользу перспективности разработки и получить трехлетний грант в $750,000, необходимый для проведения исследований. Эта сумма позволила не только обеспечить заинтересованность ключевых специалистов в различных областях знаний, но и создать все условия для проведения плодотворных экспериментов.

    Всесторонние исследования, проводимые лабораторией Рамана в течение нескольких последних лет позволили детально изучить, как относительно простой мозг саранчи принимает и обрабатывает сенсорные сигналы. Исследователи пришли к выводу, что даже незначительные изменения химического состава воздуха, становящиеся причиной появления запаха провоцируют практически мгновенную динамическую нейронную активность головного мозга насекомого. Как показали проведенные эксперименты, используя этот простейший механизм саранча способна точно идентифицировать конкретный запах даже в составе множества других.

    Ряд экспериментов, направленных на изучение способности саранчи к приобретению навыков избирательного реагирования на конкретные запахи принесли положительный результат. Более того, саранча, прошедшая «обучение» смогла точно идентифицировать нужный запах не только в составе множества остальных, но и при воздействии отягощающих восприятие фоновых условий.

    «Зачем изобретать велосипед? Почему бы не воспользоваться готовыми конструкционными биологическими решениями? — рассуждает Раман — Но,… даже самые передовые миниатюрные химические устройства сегодня используют всего несколько датчиков. С другой стороны, стоит посмотреть на усики насекомых, и вы рассмотрите несколько сотен тысяч датчиков, причем различных типов. Не проще и эффективнее ли использовать эти естественные возможности для обнаружения взрывчатых веществ". Достаточно убедительно выглядят и результаты экспериментов, собранные Раманом за несколько лет изучения насекомых. Они также подтверждают: их органы обоняния работают на порядки точнее и эффективнее, чем самые современные сенсорные технологии.

    В соответствии с поставленной задачей Раман и команда в составе коллег-программистов, специалистов по материаловедению и инженеров-схемотехников предложили использовать естественные возможности сенсорной системы обоняния саранчи в качестве основы для разработки «био-гибридного носа». Достичь цели исследователи собираются в несколько этапов.

    Задача N1. «Биологические системы зондирования на порядок сложнее их кибернетических аналогов. В полной мере это относится и системе химического зондирования, ответственного за обоняние», — пояснил Раман. Для того, чтобы превратить вредоносное насекомое в существо, способное спасать жизни людей, разумеется, потребуется оперативное вмешательство. Для этой цели в мозг саранчи планируется имплантировать специальные датчики, которые позволят декодировать нейронные импульсы. Как утверждает Раман, через несколько часов после такой операции насекомое уже в полном порядке.

    Задача N2 — разработать миниатюрный рюкзачок-передатчик со светодиодами, закрепляемый на спине саранчи и транслирующий сигналы с мозга насекомого на приемник. Ситуация, когда запах не распознан будет соответствовать горящему зеленому светодиоду, а когда запах идентифицирован — сопровождаться загоранием красного.

    Задача N3 — превратить саранчу в управляемый с земли «летательный аппарат» и разработать систему, позволяющую направлять насекомое к месту потенциальной закладки взрывчатки. Эту задачу исследователи намерены решить при помощи специфической «татуировки» на крыльях, нанесенную биосовместимым шелком. Низкоэнергетический лазерный луч, направленный оператором, попадая на татуировку превращается в тепло. При фокусировке луча на татуировке, расположенной на левом крыле, насекомое переориентируется влево, и наоборот.

    Еще одно невосполнимое преимущество технологии, предложенной группой американских исследователей — невероятная скорость распознавания запаха: для того, чтобы идентифицировать какой-либо из них саранче будет достаточно долей секунды.

    Кроме того, татуировки, буквально усыпанные плазмонными наноструктурами позволят собирать образцы находящихся в зоне контакта летучих органических соединений для изучения их химического состава с использованием более традиционных методов.

    Согласно информации, опубликованной на страницах сайта университета прототип киборга-саранчи группа Рамана сможет представить уже через год. Принимая во внимание недавние работы профессора и рейтинг его лаборатории в научных кругах, это обещание уже не кажется столь маловероятным. Если планы исследователей осуществятся, то уже через два года эскадрильи летающих био-киборгов отправится на своё первое разведывательное задание.

    Исследования, проводимые в лаборатории Рамана направлены ​​на понимание организации и принципов функционирования биологических сенсорных систем, используемых относительно простой обонятельной системой беспозвоночных. Для достижения этой цели, сочетая различные электрофизиологические методы регистрации и вычислительные методы моделирования, ученые исследуют, как многомерные и динамические сигналы запахов кодируются в нейронном представлении (кодирования запаха) и обрабатываются в головном мозге.

    Понимание того, как мозг интерпретирует сложные сенсорные стимулы имеет важнейшее значение для разработки нейроморфных устройств и алгоритмов для решения параллельных инженерных задач. В сотрудничестве с Национальным институтом стандартов и технологий, лаборатория профессора Рамана в настоящее время разрабатывает нейроморфный «электронный нос» на основе МЭМС микродатчиков массивов для неинвазивного химического зондирования. Потенциальные целевые приложения для технологии электронного носа включают медицинскую диагностику, национальную безопасность, мониторинг окружающей среды, космические исследования, робототехнику и взаимодействие человека с компьютером.
    Источник: geektimes.ru

    Дочитали статью до конца? Пожалуйста, примите участие в обсуждении, выскажите свою точку зрения, либо просто проставьте оценку статье.

    Вы также можете:

    • Перейти на главную и ознакомиться с самыми интересными постами дня
    • Добавить статью в заметки на: Добавить эту статью в TwitterДобавить эту статью ВконтактеДобавить эту статью в FacebookПоделиться В Моем Мире
    • Добавить на Яндекс


    Специальные предложения


    Резиновая плитка для пола «Модуль»

    Вулканизированная резина для пола в тренажерном зале обладает исключительной прочностью и укладывается как полы для занятий штангой и спортивные мобильные тяжелоатлетические площадки на улице. Покрытие не крошится и не впитывает влагу, это литая вулканизированная резина, не крошка! Покрытие послужит незаменимым полом в ангары для хранения мотоциклов, снегоходов, лодок, гидроциклов, катеров и яхт…

    Резиновое покрытие Трансформер «ЗЕРНО»

    Уникальное напольное покрытие из резины для быстрой и самостоятельной сборки пола в гараже. Полы в личном гараже Вы можете собрать своими руками, без привлечения строителей. Удобный предустановленный замок, позволит произвести монтаж резиновых плит без применения клея. Покрытие устойчиво к шипам, износу и проливу технических масел и бензина…

    Модульная плитка ПВХ для пола

    Модульная плитка ПВХ для пола в гараж, автосервис, цех, торгово-развлекательный центр, офис, фитнес и тренажерный зал, зрительный зал кинотеатра, склад. Модульные плитки ПВХ настолько просты в монтаже, что не требуют специальных навыков для своей установки. Неподготовленный человек может собрать более 100 кв.м. напольного покрытия за один рабочий день. Для сборки не требуется клей, цемент и другие крепежные материалы...


    +7 (495) 969-75-83

    +7 (495) 969-75-83

    +7 (495) 969-75-83

    Смотреть все предложения...

    Новостная сеть блогов MyWebS - это всё самое актуальное: основные мировые новости, лучшие фотографии из последних новостей. А также просто полезная и занимательная информация: о событиях в России, о достижениях в мире технологий, о загадочном и непостижимом, об исторических фактах и просто о знаменательных событиях.

    © Copyright 2010–2017