Пострадавшим в стихийных действиях помогут тараканы-киборги

Ученые создали биороботов из тараканов

Если вдруг случится несчастье и вы окажетесь в рухнувшем здании, то на ваши крики о помощи могут сбежаться тараканы. Не пугайтесь и не убивайте их! Они пришли, чтобы помочь спасателям найти вас под завалами.

Исследователи из университета Северной Каролины заложили именно такой сценарий в своём проекте по созданию биороботов, способных передвигаться в направлении источника звука.

В будущем подобные биороботы могут быть использованы для определения точного местоположения пострадавших от стихийных бедствий и других катастроф.

Впервые о биороботах мы услышали несколько лет назад. Команда энтузиастов под руководством доктора Alper Bozkurt разработала образец, который состоит из мадагаскарского шипящего таракана, оснащённого электронным “рюкзаком”. Электронная начинка содержит недорогую микросхему, беспроводной приёмо-передатчик и микроконтроллер.

Обратите внимание

Микроконтроллер подключается к чувствительным усикам таракана, которые способны улавливать колебания воздуха, предупреждая насекомое об опасности. Таким образом, под воздействием управляющих импульсов, подаваемых микроконтроллером на органы чувств таракана, можно заставить его двигаться в определённом направлении.

Для того, чтобы задать то или иное направление нужно воздействовать на правый или левый усик.

В реальности усики также активируются, когда натыкаются на твёрдые предметы, обеспечивая таракана информацией, что движение в этом направлении невозможно.

В случае с тараканом-киборгом возбуждение происходит с помощью слабого электрического импульса, но результат тот же – насекомое реагирует на него изменением направления движения.

В первых версиях этого биоробота использовался обычный пульт дистанционного управления, с помощью которого человек мог управлять движением насекомого. В последней версии электронного “рюкзака” была установлена система из трёх направленных микрофонов.

Программное обеспечение, анализируя полученные с микрофонов данные, точно определяло местоположение источника звука, и с помощью управляющих импульсов микроконтроллера обеспечивало ведение таракана к цели.

Также был опробован вариант с одним микрофоном, имеющим высокую разрешающую способность.

В планы разработчиков входит идея научить биоробота отличать человеческие голоса от посторонних шумов в местах стихийных бедствий. После того, как голос потенциальной жертвы будет обнаружен, биоробот направится на его поиски. Спасатели с помощью устройств слежения смогут таким образом отследить точное положение потерпевшего и начать работы по его спасению.

На приведённом видео можно увидеть биоробота, движущегося на источник звука.

Источник: http://imolodec.com/elnews/uchenye-sozdali-biorobotov-iz-tarakanov

Тараканы-киборги будут искать выживших в стихийных бедствиях

Фото: Eric Whitmire.

Инженеры неоднократно создавали роботов, которые своим внешним видом и поведением напоминали насекомых, таких как пчёлы, гусеницы и тараканы. Команда из Университета Северной Каролины решила пойти другим путём.

Эдгар Лобатон (Edgar Lobaton) и его коллеги создают из живых насекомых тараканов-киборгов (более того, они уже научили их распознавать людей по голосу). В будущем такие существа могут быть задействованы для разведки местности и поиска людей, например, в зонах стихийных бедствий.

На спине каждого таракана закреплена небольшая электронная плата, соединённая с органами чувств, которые насекомые обычно используют для навигации.

Расположенные на последнем сегменте брюшка парные придатки — церки, чувствительны к движению воздуха и обычно предупреждают насекомое о приближении хищника, в то время как усики на голове ощупывают поверхность перед существом и докладывают о препятствиях на пути.

Важно

Исследователи научились стимулировать эти органы, превращая тараканов в аналог игрушечного автомобиля на радиоуправлении. Электрические импульсы, воздействующие на церки, заставляют насекомых ускоряться, а, посылая искусственные сигналы на усики, можно заставить тараканов, поворачивать вправо или влево.

По плану разработчиков, управление стаей биологических роботов, оснащённых различными датчиками, может осуществляться с помощью летающего дрона, который будет контролировать их передвижения и координировать действия.

“Идея заключается в том, чтобы выпускать рой биоботов, таких как дистанционно управляемые тараканы, в руины рухнувшего здания или в другие опасные зоны, — говорит Лобатон в пресс-релизе. — Использование технологии дистанционного управления ограничило бы дальность действия системы, но с использованием беспилотного летательного аппарата возможности роботов будут значительно шире”.

Ранее команда разработала необходимое программное обеспечение и испытала концепцию, которая позволяет строить план местности на основе анализа отдельных её участков.

По мере того как членистоногие разведчики будут продвигаться, алгоритм обработает собранные данные. Получив достаточно информации, дрон переместится на новую позицию, увлекая за собой стаю тараканов.

На последнем этапе программа составит из отдельных фрагментов полную карту исследуемого района.

Во время тестов учёные использовали рой игрушечных роботов-жуков Hexbugs для исследования собранного в лаборатории лабиринта. Пока крошечные машины метались в ограниченном пространстве, программа определяла открытые и недоступные области и воссоздавала карту местности. Вскоре Лобатон и его коллеги планируют повторить эксперимент с настоящими тараканами-киборгами.

Подробная концепция исследования местности с помощью биоботов была изложена в двух статьях, опубликованных в журналах Robotics and Autonomous Systems и IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks.

Читать ещё •••Технологии , Вымпелком , США

Источник: https://news.rambler.ru/scitech/35334221-tarakany-kiborgi-budut-iskat-vyzhivshih-v-stihiynyh-bedstviyah/

Летучие киборги станут оружием массового поражения

Понедельник, 10 Ноября 2014, 14:42

Насекомые с вживленной электроникой спасут людей из-под завалов, обнаружат зараженные зоны, накормят планету и отравят ядом

Насекомые-киборги, управляемые пультом ДУ, присутствуют не только в фантастических фильмах и романах – они уже давно стали реальностью. Причем в последнее время разработки в этой сфере идут ускоренными темпами.

 Дистанционная система управления позволяет превратить насекомое в часть киберфизической сети, состоящей из множества особей и способной выполнять самые различные задания, начиная от разведки, наблюдения, мониторинга состояния окружающей среды, поиска пострадавших в катастрофах и стихийных бедствиях и заканчивая физическим устранением противника.

Тараканы-спасатели

Так, на днях ученые Университета Северной Каролины сообщили о том, что их киборги – мадагаскарские шипящие тараканы, над разработкой которых исследователи работают уже несколько лет, готовы проводить спасательные работы, в частности, находить людей под завалами после катастроф и стихийных бедствий. Они способны определять источник звука и двигаться в нужную сторону. 

Совет

Над созданием насекомых-киборгов работают в разных научных учреждениях, но самых серьезных успехов в этом направлении удалось добиться именно ученым из Университета Северной Каролины, которые разработали наилучшую технологию вживления управляющих элементов в организм насекомого.

Читайте также:  Немецкие инженеры обучают робота-хобота аккуратно захватывать предметы

Если в других подобных исследованиях ученые брали уже взрослые особи насекомых и хирургическим путем вставляли электроды в определенные нервные узлы или прямо в мышцы, то специалисты из Университета Северной Каролины просто приложили электроды к поверхности куколки, находящейся на стадии превращения в крылатую взрослую особь.

По завершению этих превращений электроды оказались внедрены внутрь тела в нужных местах безо всякого хирургического вмешательства.

Чтобы тараканами можно было управлять, исследователи закрепили на спинах насекомых обычный электронный модуль с приемопередатчиком беспроводной связи и микроконтроллером.

Тонкие электроды закрепляются на место усов, стимулируя которые, можно регулировать повороты насекомого в различные стороны. К задней части брюшка подводится еще один электрод.

Колебания волосков насекомого в этой зоне позволяет ему ощутить приближающегося хищника. Стимулируя зону, ученые заставляют тараканов двигаться быстрее.

Система также включает микрофоны, которые улавливают все звуки, анализируемые затем специальной программой: так определяется нахождение источника звука, и насекомое с помощью электродов движется в необходимом направлении. Предполагается, что тараканы-киборги среди завалов смогут по звуку обнаружить человека, после чего центр управления быстро определит его месторасположение. 

До того ученые из Университета Северной Каролины продемонстрировали, что их насекомые-киборги могут составлять карту местности, например в зоне стихийного бедствия, техногенной катастрофы, либо зараженных территорий, на которых тараканы более живучи, чем люди.

Детекторы ядов

Успешно работают над созданием насекомых-киборгов также исследователи из других мировых лабораторий.

Обратите внимание

Так, корейские ученые из Национального Института Науки и техники Ульсана  и Корейского научно-исследовательского института электронных технологий создали крошечные гибкие электронные устройства, которые могут быть присоединены к различным живым существам, в том числе насекомым и растениям. Превращенные в киборгов, они становятся живыми датчиками, способными обнаруживать различные химические вещества и производить мониторинг состояния окружающей среды.

На самом деле, киборги стали лишь побочным продуктом исследователей: их основной целью было создание при помощи разнообразных катализаторов сложных электронных схем из углерода одноатомной толщины, графена и углеродных нанотрубок. Такие устройства могут функционировать в любых условиях и на любых поверхностях, не требуя наличия встроенного или внешнего источника питания.

https://www.youtube.com/watch?v=nAjqygWjqqA

Моделями для демонстрации изобретения стали насекомые и растения. Микросхему надежно прикрепили к их поверхности с помощью тончайшей углеродной пленки за счет сил молекулярного притяжения. Выяснилось, что углеродная электроника совершенно безвредна для живых существ.

В качестве примера разработанной технологии ученые создали крошечный датчик, способный определить очень малую концентрацию паров веществ, используемых при производстве некоторых боевых отравляющих газов.

Подобным образом можно создать практический любой тип датчиков, контролирующих температуру, влажность, определяющих загрязнения и наличие болезнетворных микроорганизмов в окружающей среде. Это открывает огромные перспективы для использования технологии в самых разных областях.

Пчелы спасут от голода

Деятельность исследователей из Организации стран Британского содружества по научным и промышленным исследованиям (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation – CSIRO) направлена на увеличение популяции пчел и производства меда. Ученые обеспокоены тем, что сокращение числа этих насекомых может привести к снижению объемов урожая зерновых культур и, как следствие, вызвать нехватку продовольствия в мире.

В попытке изменить ситуацию и остановить эту тенденцию ученые оснастили 5000 летающих насекомых специальными датчиками размером всего 2,5 х 2,5 миллиметра, которые крепятся на спину насекомого и позволяют отслеживать его поведение.

Это поможет лучше понять так называемый синдром разрушения колоний, который наносит серьезный урон производству меда и экосистеме.

 В дальнейшем исследователи планируют уменьшить размер датчиков до 1 миллиметра, что позволит цеплять их к более мелким насекомым, например, комарам и плодовым мушкам.

Кукарачи-шпионы

Важно

Ученые из университета Кливленда успешно превратили насекомых, обычных тараканов, в живые топливные элементы, внедрив в их тело электроды.

Это позволяет насекомым переносить на себе миниатюрное контрольное и передающее оборудование, которое приводится в действие электричеством, вырабатываем телами тараканов.

Интересно, что насекомые с внедренными электродами ведут себя точно так же, как и до имплантации электродов, только их аппетит возрастает пропорционально количеству снимаемой с электродов энергии.

Каждый таракан смог вырабатывать электрический потенциал напряжением 0.2 вольта, это эквивалентно одной десятой потенциала батарейки AAA. Но этой энергии уже достаточно, чтобы передать информацию на расстояние в пять сантиметров беспроводным методом.

Хотя малая мощность биологического топливного элемента накладывает ограничения на области его использования, тараканов можно успешно использовать для разведки. Собранные насекомыми данные можно “расшифровать” с помощью устройств дистанционного считывания.

Большой интерес к этой разработке проявило агентство DARPA, которое видит потенциал для использования таких насекомых в качестве шпионов, снабженных камерами и микрофонами.

Зарядка для киборгов

Система электропитания всегда была главной проблемой использования насекомых-киборгов. И вот исследователи Мичиганского университета, похоже, ее решили.

Они разработали устройство получения электроэнергии, которое преобразует в электричество энергию колебаний крыльев.

Совет

Используя жука вида Green June Beetle, на крылья которого были установлены несколько пьезоэлектрических генераторов, удалось получить около 45 микроватт энергии. 

Усовершенствовав конструкцию генератора, ученые надеются увеличить на порядок значение количества вырабатываемой электроэнергии.

Но еще лучших результатов можно добиться, превратив жука в полноценного киборга, то есть, внедрив электрические генераторы в мышцы насекомого, которые обеспечивают движение крыльев.

Читайте также:  Во франции разработана государственная программа использования искусственного интеллекта

Такого количества энергии будет достаточно, что бы обеспечить электропитанием нейро-электронные управляющие цепи и приемную радиоаппаратуру.

Комары-киллеры

Разумеется, насекомые-киборги могут использоваться не только в благородных целях. Не зря Пентагон уделяет повышенное внимание таким разработкам.

На самом деле, именно американские военные инициировали разработки по созданию насекомых-киборгов, способных выполнять действия, соответствующие передаваемым им командам.

Все началось с программы HI-MEMS (Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems), реализуемой Управлением перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA. 

По мению специалистов, в войне будущего насекомые-киборги будут играть одну из первостепенных ролей. Совершенно реально, к примеру, в теле комара разместить микроскопическое  устройство с ядом. Человек убивает комара и капсула с ядом тут же проникает в тело человека.

Обратите внимание

Ее активизацию можно осуществить с помощью сигнала, который поступит по радио или со спутника – после этого капсула вскрывается. Подсчитано, чтобы убить всех людей на Земле, достаточно 50 миллиардов комаров-киборгов, а это количество может храниться в одном контейнере.

Источник: http://www.dsnews.ua/future/letuchie-kiborgi-stanut-oruzhiem-massovogo-porazheniya-10112014120200

Тараканы-киборги помогут спасателям

Полчища тараканов киборгов смогут когда-нибудь бродить в поврежденных блоках АЭС или разрушенных шахтах, чтобы вести разведку или искать выживших после катастроф.

Группа исследователей имплантировала живым тараканам электроды, которые стимулируют нервы насекомых, используя антенны, ученые могут дистанционно управлять тараканами, как мы это делаем с дистанционно управляемыми игрушками.

Сегодня люди обычно считают тараканов вредными существами, которые питаются отходами, в то же время эти насекомые лучше других подходят для создания маленьких био-роботов, отметил Хун Лян, ученый из Университета Техаса в журнале Royal Society Interface.

При дистанционном управлении тараканы могут “пойти туда, куда вы будете их направлять”, в том числе в недоступные для людей районы, например, зоны бедствия, отметил Лян.

В новом исследовании Лян с коллегами имплантировали электроды в нервные окончания американских и лесных тараканов (Periplaneta Americana и Blaberus discoidalis).

Исследователи также приклеили маленькие пакеты на спину лесных тараканов, которые достаточно сильные, чтобы их переносить. Каждый пакет включает микроконтроллер, беспроводной приемопередатчик и аккумулятор.

В результате киборги-тараканы оказались на невидимом поводке и управлялись с помощью компьютерной мышки – нажатием на кнопку исследователи могли послать электрический сигнал в нервную систему насекомых, понуждая их повернуть налево или направо. Исследователи смогли управлять движением тараканов, заставляя их повернуть в нужном направлении в 60 % случаев.

Это может выглядеть жестоко – управлять жизнью насекомых с помощью пульта дистанционного управления. К счастью, “мы не загружаем их серьезно”, – сказал Лян. “Мы даем им отдохнуть”.

Важно

Теперь Лян с коллегами разрабатывают бесконтактную версию системы управления тараканами, в который используется вибрирующий двигатель, расположенный рядом с усиками тараканов, чтобы понуждать насекомых двигаться в нужном направлении.

Это метод будет работать, потому что тараканы имеют сенсор, способный обнаружить звуки или вибраций, исходящие, например, от хищников.

В отличие от электродов, вибрационное устройство не требует хирургического вмешательства с риском повреждения насекомых.

Тараканы очень интересные существа, сообщает Лян. Люди думают, что они отвратительны, но на самом деле они постоянно следят за чистотой собственного тела, сказал он. Если они потеряют ногу, то на ее месте может вырасти другая. Это один из немногих видов живых существ, которые могут выжить после получения серьезной дозы ядерного облучения.

“После работы с тараканами, некоторые из них поселились в моем кабинете в качестве домашних животных”, – сказал Лян.

Источник: http://www.robogeek.ru/roboty-spasateli/tarakany-kiborgi-pomogut-spasatelyam

Тараканы-киборги

Тараканы-киборги – дистанционное управление тараканами
Американские ученые при поддержке компании Backyard Brains презентовали свои достижения в области нейробиологии – им удалось добиться способу управления живым тараканом с помощью пульта управления благодаря специально разработанной микросхеме, прикрепляемой на верхней части спины насекомого и соединяющейся с его усиками. Комплекс микросхем был позаимствован у игрушечного робота HEXBUG Inchworm. При презентации были использованы следующие виды тараканов: Blaberus discoidalis (Лесной таракан) и Aptera fusca (Мыс Гора таракан).Чип принимает сигнал с пульта управления и блокирует естественные импульсы, передаваемые усиками к нервной системе насекомого, что заставляет поворачивать таракана направо или налево.Система не идеальна и требует доработок – в 50% случаях подопытные некорректно реагировали на поступающие сигналы от микрочипа. Но, тем не менее, практический спектр применения данных тараканов-биороботов весьма широк – они являются совершенным механизмом для разведывательных целей, их можно применять не только при военных действиях, но и при поиске людей из-под завалов вследствие землетрясений. Но в таком случае необходима камера для отслеживания обстановки вокруг насекомого, что требует электроэнергии. Для решения этой проблемы вначале планировалось использовать небольшие батарейки, но выяснилось, что это создает дополнительную нагрузку насекомому, что лишает его маневренности. Да и мощность данной батарейки была очень слабой, явно недостаточной для длительной работы камеры.Тараканы-киборги. Дистанционное управление тараканамиНо нейробиологи отыскали наиболее подходящее решение – был разработан биоэлемент, работающий на сахаре трегалозе, вырабатываемый тараканом. Данный топливный элемент представляет собой пластинку с двумя электродами. На одном из них происходит расщепление трегалазы на две молекулы глюкозы. Гексокиназа – фермент, содержащийся в организме таракана, фосфорилирует молекулы глюкозы, из-за чего происходит образование глюкозо-фосфата. При данном процессе выделяются электроны, двигающиеся ко второму электроду пластинки. После из-за разницы потенциалов образуется электрический ток. Производной такого рода реакции является вода.Первым изобретение было протестировано на грибках шиитаке. Удачное завершение тестирования сподвигнуло ученых на дальнейшее вживление устройства на таракана рода Periplaneta Americana (американский таракан). Именно у данного вида тараканов вырабатывается в организме трегалозы.Побочным эффектом воздействия имплантата на организм таракана является его возросший аппетит. Но тараканы всеядны, так что это не стало препятствием в ходе практических экспериментов. В остальном отклонений не обнаружено.Вырабатываемой таким хитроумным образом электроэнергии хватит как на работу дополнительных сенсоров, которые также планируется вживить в тело насекомого, так и для непосредственно самого дистанционного управления тараканом.Тестирование управления тараканом-киборгомПрототип таракана-киборга
Читайте также:  Нейронные сети на основе радиально-симметричных функций

Источник: http://www.robotblog.ru/news/tarakany_kiborgi_distancionnoe_upravlenie_tarakanami/2015-01-14-1645

Тараканы-киборги в компании дрона-наблюдателя будут искать выживших в стихийных бедствиях

Инженеры неоднократно создавали роботов, которые своим внешним видом и поведением напоминали насекомых, таких как ,  и . Команда из Университета Северной Каролины решила пойти другим путём.

Эдгар Лобатон () и его коллеги создают из живых насекомых тараканов-киборгов (более того, они уже ).

В будущем такие существа могут быть задействованы для разведки местности и поиска людей, например, в зонах стихийных бедствий.

На спине каждого таракана закреплена небольшая электронная плата, соединённая с органами чувств, которые . Расположенные на последнем сегменте брюшка парные придатки – церки, чувствительны к движению воздуха и обычно предупреждают насекомое о приближении хищника, в то время как усики на голове ощупывают поверхность перед существом и докладывают о препятствиях на пути.

Исследователи научились стимулировать эти органы, превращая тараканов в аналог игрушечного автомобиля на радиоуправлении. Электрические импульсы, воздействующие на церки, заставляют насекомых ускоряться, а, посылая искусственные сигналы на усики, можно заставить тараканов, поворачивать вправо или влево.

По плану разработчиков, управление стаей биологических роботов, оснащённых различными датчиками, может осуществляться с помощью летающего дрона, который будет контролировать их передвижения и координировать действия.

“Идея заключается в том, чтобы выпускать рой биоботов, таких как дистанционно управляемые тараканы, в руины рухнувшего здания или в другие опасные зоны, – говорит Лобатон в . – Использование технологии дистанционного управления ограничило бы дальность действия системы, но с использованием беспилотного летательного аппарата возможности роботов будут значительно шире”.

Ранее команда разработала необходимое программное обеспечение и испытала концепцию, которая позволяет строить план местности на основе анализа отдельных её участков.

Совет

По мере того как членистоногие разведчики будут продвигаться, алгоритм обработает собранные данные. Получив достаточно информации, дрон переместится на новую позицию, увлекая за собой стаю тараканов.

На последнем этапе программа составит из отдельных фрагментов полную карту исследуемого района.

Во время тестов учёные использовали рой игрушечных роботов-жуков Hexbugs для исследования собранного в лаборатории лабиринта. Пока крошечные машины метались в ограниченном пространстве, программа определяла открытые и недоступные области и воссоздавала карту местности. Вскоре Лобатон и его коллеги планируют повторить эксперимент с настоящими тараканами-киборгами.

Источник: http://www.bash.ru/index.php/new-nauka/30015-tarakany-kiborgi-v-kompanii-drona-nablyudatelya-budut-iskat-vyzhivshih-v-stihiynyh-bedstviyah

Технология поиска людей при стихийных бедствиях

17.11.2014

С давних пор тараканы существуют рядом с людьми. Однако только теперь стало известно, что они могут быть полезными человеку благодаря открытию учёных из Госуниверситета, находящегося в Северной Каролине.

В результате разрушений, вызванных землетрясениями и прочими стихийными бедствиями, приходится извлекать выживших людей из-под обломков зданий. Для этих целей часто используются специально обученные собаки. Однако при наличии узких пространств доступ в них ограничивается, поэтому собаки помочь не могут. Решить данную проблему можно путём использования тараканов.

Благодаря применению технологии, разработанной командой учёных, тараканы могут приносить пользу, заключающуюся в поиске людей, которые выжили под обломками.

Для этих целей предусмотрено использование специальных электронных устройств, оснащённых микрофонами высокой точности, которых может быть от одного до трех. Они закрепляются на спине у насекомых.

При этом наиболее существенной проблемой является поиск звука, который может издавать потенциальная жертва, нуждающаяся в оказании помощи. Вначале насекомых, для оснащения которых использован один микрофон, запускают в обломки.

Через этот микрофон все шумы передаются на компьютер и спасатели их прослушивают. В случае прослушивания шума, похожего на звук, издаваемый человеком, нуждающимся в помощи, используются насекомые, оснащённые тремя микрофонами.

Таким образом, определяется направление, в котором должен вестись поиск человека, находящегося под обломками.

Обратите внимание

По словам доктора Альпера Бозкурта, являющегося руководителем данного проекта, в таких случаях важно точное различие посторонних звуков от тех, которые издаются людьми, оказавшимися в тяжёлой ситуации.

Для удержания насекомых в определённой зоне разработана специальная технология, называемая «невидимой оградой». В случае необходимости подзарядки элементов, питающих электронику, тараканы направляются учёными к участкам, освещённым солнцем, от энергии которого аккумуляторы перезаряжаются.

Возможно, в ближайшем будущем на помощь пострадавшим будут приходить тараканы-киборги вместе со спасателями. Преимущества такой команды будут выражаться в более эффективном ведении поисков людей, находящихся под завалами.

Одними из основных направлений деятельности проектно строительной организации «Энрайт Проект Строй» является архитектурное проектирование.

Опытный, надежный и ответственный подход позволяет заниматься проектами любой сложности, учитывая все пожелания клиента и укладываясь в оговоренные сроки.

Осуществляя архитектурное проектирование цена в Москве или другом регионе Российской Федерации невысока, компания разрабатывает пакет документов полностью соответствующий всем стандартам.

Источник: http://www.2ae.ru/news/novosti-otrasli/razrabotana-bolee-effektivnaya-tekhnologiya-poiska.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector