Вчені навчили керованого таргана-кіборга шукати людей

Інженери вже кілька десятиліть намагаються створити мікророботів розміром з комах. Такі комахи кіборги можуть допомогти під час пошуку людей під завалами. В останні роки цим напрямком вже зацікавилися і великі компанії, такі як Rolls-Royce і вже навіть є непогані результати.

Не пропустіть Китайська орбітальна станція Tianwen-1 сфотографувала марсохід "Чжужун": фото

Проблеми практичного застосування

Використання таких мікророботів у польових умовах впирається в брак досить компактних компонентів, особливо актуаторів та джерел живлення. Частина наукових груп вирішує цю проблему безпосередньо, зменшуючи розміри потрібних технологій, а DARPA навіть оголосила конкурс на кілька десятків мільйонів доларів, спрямований на розробку компонентів і цілих роботів.

Але є й інший підхід, при якому за основу береться живий організм, який вміє ефективно переміщатися, а в нього за допомогою електродів інтегруються електронні модулі. Найчастіше для цього використовують жуків і тарганів, хоча є і приклади такої інтеграції з літаючими комахами.

Нова розробка

Інженери з Сінгапуру, Китаю, Німеччини і Великобританії під керівництвом Хіротака Сато з Наньянського технологічного університету створили на основі мадагаскарського таргана кіборга, який може переміщатися за заданим маршрутом і знаходити людей на шляху.

Тарган-кіборг / Фото Thanh Tran-Ngoc et al. / arXiv.org, 2021

Для інтеграції електроніки з тарганом автори вибрали стандартний підхід – електростимуляцію. Для цього вони вставили в церки – вусикоподібні ограни в задній частині комахи – по одному електроду.

При електростимуляції цих органів тарган повертає у протилежний бік: при стимуляції лівої церки він повертає праворуч і навпаки. А якщо стимулюються обидва органи, тарган продовжує рухатися вперед, але значно прискорюється.

Крім електродів у рюкзаку таргана розташовані:

• мікроконтролер з акселерометром;
• Bluetooth-антена;
• акумулятор;
• та інфрачервона камера з роздільною здатністю 32 на 32 пікселів.

Також на ньому закріплено три інфрачервоних мітки – вони потрібні для точного відстеження положення. Для цього інженери використовували зовнішню систему стеження, що складається з декількох камер, за допомогою яких система в реальному часі розраховує тривимірне положення маркерів у просторі.

Цікаво Двоколісний робот-акробат від Tenscent легко стрибає та тримає рівновагу: відео

Застосування в лабораторних умовах

Розробники продемонстрували роботу кіборга, симулювавши пошуково-рятувальну операцію. Таргана запустили на підлогу з розставленими високими і низькими перешкодами і декількома точками, що представляють інтерес для рятувальників, в частині з яких були люди. У результаті тарган обійшов всі точки і успішно визначив, в яких з них перебувають люди, а не інші теплі предмети, такі як мікрохвильова піч.

Симульована рятувальна операція / Фото Thanh Tran-Ngoc et al. / arXiv.org, 2021