يصنع الباحثون صراصير سايبورغ تحمل حزم الطاقة الخاصة بها

تكبير كينجيرو فوكودا ، ريكين

هل فكرت يومًا برؤية صرصور سايبورغ يعمل بالطاقة الشمسية ويحمل حقيبة ظهر تشبه دائرة كهربائية؟ قام فريق من الباحثين من معهد الأبحاث الياباني RIKEN بتحويل صرصور هسيس من مدغشقر إلى حشرة سايبورغ حقيقية عن طريق توصيل بطارية ليثيوم وخلية شمسية وعدة أسلاك ودائرة إلكترونية صغيرة. يمكن التحكم في السايبورغ باستخدام إشارات البلوتوث ، ويقترح الباحثون أنه في المستقبل يمكن استخدام مثل هذه الروبوتات في مهام البحث والإنقاذ.

يطلق الباحثون على سايبورغ نظامًا هجينًا حاسوبيًا حشريًا ، وهو يشتمل على حشرة حية كمنصة ونظام إلكتروني صغير كوحدة تحكم. في الأساس ، هو روبوت حيوي يمكن التحكم فيه مثل الروبوت ، لكن لديه القدرة على استكشاف بيئة معقدة والتنقل فيها بمهارة حشرة. يدعي الباحثون أن حشرات السايبورغ قد تتفوق على الروبوتات اللينة التقليدية عندما يتعلق الأمر بالتنقل المفيد في العالم الحقيقي. استخدم الطاقة الشمسية

مع الأخذ في الاعتبار شكل جسم الصرصور الذي يبلغ طوله 6 سم ، صمم الباحثون حقيبة ظهر من البوليمر يمكنها حمل جميع المعدات الإلكترونية دون إزعاج الحشرة عندما تتحرك. تحتوي حقيبة الظهر على وحدة تحكم إلكترونية وبطارية ليثيوم وعدة أسلاك. تم توصيل كل سلك بجهاز التحكم من جانب واحد وبأرجل الصراصير المختلفة من الجانب الآخر.

عندما يريد الباحثون أن يتحرك الصرصور ، يرسلون إشارة بلوتوث إلى لوحة الدائرة ، والتي تنقل التيار الكهربائي إلى الأرجل عبر الأسلاك. تحاكي هذه التيارات المدخلات الحسية التي توجه الصرصور للتحرك يمينًا أو يسارًا ، مستفيدًا من السلوك الانعكاسي. دماغ الصرصور مطلوب دائمًا لتنشيط عضلاته وتحريكه.

ومع ذلك ، سرعان ما أدرك الباحثون أن حشرة سايبورغ يمكن إجبارها على العمل لأيام أو حتى أسابيع. لن تكفي بطارية الليثيوم الصغيرة لتلبية متطلبات الطاقة لفترة طويلة ، وبما أن دماغ الصرصور سليم ، فقد يتخلى عن أي مهمة تم إرسالها ويهرب.

لزيادة إمداد الطاقة ، تم إنشاء خلية شمسية فائقة الرقة وزُرعت على بطن الصرصور للتغلب على هذه المشكلة. على الرغم من أن سمك الخلية الشمسية يبلغ 4 × 10 مم فقط ، إلا أنها وفرت 50 ضعفًا من الطاقة التي تحتاجها وحدة التحكم. لسوء الحظ ، كانت واسعة بما يكفي لإعاقة حركة الصرصور. أثناء الاختبار الأولي ، وجد الباحثون أن الحشرة كانت تتحرك بنصف سرعتها الأصلية ، وفي كل مرة تدور أو تسقط ، لا يمكنها العودة إلى اتجاهها الطبيعي.

أجرى الباحثون بعض التعديلات على موضع الخلية وتخطيطها ، وفي النهاية تمكنوا من ملاءمة صرصور سايبورغ بخلية شمسية وبطارية توفر 17.2 ميجاوات من الطاقة.

أثناء شرح أهمية وحدة الخلايا الشمسية بمزيد من التفصيل ، قال الباحثون وأحد مؤلفي الدراسة ، كينجيرو فوكودا ، لـ Ars Technica: "لتحقيق مهمة الإنقاذ الحضري ، تحتوي حشرات السايبورغ على أجهزة كمبيوتر للتحكم في الحركة وأجهزة استشعار البحث عن الأشخاص وأجهزة الاتصال اللاسلكي. تتطلب هذه الأجهزة 10-100 ميجاوات من إجمالي استهلاك الطاقة. لذلك ، فإن أجهزة تجميع الطاقة المركبة على الحشرات ضرورية في زيادة نطاق أنشطة ووظائف الروبوتات الحيوية. "

قال أيضًا إن علماء آخرين اقترحوا أنواعًا أخرى من الروبوتات الحيوية التي تتراوح من روبوتات العثة إلى خنافس سايبورغ. ومع ذلك ، فإن معظم هذه الحشرات السايبورغية تفتقر إلى أجهزة حصاد الطاقة على أجسامها لأن مساحة السطح وحمل جهاز الحصاد يضعفان بشكل كبير من قدرتها على الحركة. وبالتالي ، فإن إضافة جهاز مناسب لتجميع الطاقة (الخلية الشمسية) لإعادة شحن وحدة التحكم الإلكترونية على حشرة سايبورغ كان أحد الإنجازات الرئيسية لأبحاثهم. مقارنة بين سايبورغ والروبوتات اللينة

قد يبدو استخدام البرنامج أكثر عملية وأسهل ...