Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Робо Роацх

Извјештај о грешци: РобоРоацх има заслужену паузу након јавне демонстрације у кафићу у Воодс Холеу, Масс.

Пробудиш се са жељом да урадиш неурални инжењеринг. Отворите свој тераријум инсеката, извадите вашу бубу за цвеће, дувански мољац или бубашвабу и укључите прекидач на леђима инсеката. Са вашим даљинским управљачем, почните да управљате својим инсектом по соби.

Иако ово можда звучи као научна фантастика, инсекти са даљинским управљањем постоје већ 15 година. Почевши од касних 1990-их, две групе истраживача (на Универзитету у Токију и Универзитету у Мичигену) постигле су рудиментарну контролу окретања бубашваба. Амерички рад је спроведен са крајњим циљем стварања “хибридних робота” који су у стању да врше мониторинг и извиђање. Рад је објављен у малим трговинским часописима и примљен је у штампу, али је углавном прошао незапажено. Истраживање је на крају нестало, а научници су радили на другим авантурама.

Годинама касније, још два универзитета (Цорнелл и УЦ Беркелеи) постигли су запажен успех и инсистирали на њиховом доказном раду у летећим кукцима и мољцима користећи модеран дизајн малих електрода и иновативне хируршке технике.

Хладан? Чудан? Револуционарно? Хоррендоус? Зависи од вашег расположења. Можда сте инспирисани овим киборгима инсеката и желите да радите и на таквим експериментима. Нажалост, осим ако се не налазите у једној од ове четири истраживачке лабораторије (укупно можда 15 људи на свету), нећете имати приступ обимној опреми и владиним средствима потребним за изградњу вашег интерфејса робота за инсекте.

ДИИ Робот Инсецт Интерфаце

Звучи потпуно неправедно? Имате среће. У протекле две године, ми у Бацкиард Браинсу радимо на томе да се неуротехнологија претходно налази само у напредним истраживачким лабораторијама доступним студентима свих узраста (добро, углавном изнад 12 година). Стварајући опрему која је јефтина и једноставна за употребу, омогућавамо свима да ураде неуро-експерименте и убрзају наше разумевање нервног система.

За наш најновији пројекат, жељели смо развити супер-јефтин “РобоРоацх” како би студентима показали принципе неуростимулације. Овај пројекат је започео као виши пројектни задатак који смо водили и спонзорисали на Универзитету Мичиген 2010. године. најјефтинији даљински управљачки склоп који смо могли наћи (тежак посао, али неко то мора учинити). Населили смо се на Хекбуг Инцхворм, пошто је круг светли (1 грам), ради на само 3 волти (тако да можемо користити малу батерију), има 2 степена слободе и кошта само $ 20.

Да би управљали РобоРоацх-ом, уклонили смо круг из играчке и убацили излаз контролера мотора у антене бубашвабе користећи веома танке сребрне жице (пречник 0,003, или пречник 40). Неурално ткиво унутар антена воли бифазне импулсе (и + и - квадратни импулси), али Хекбуг покреће своје моторе са ДЦ (истосмјерном струјом). Успели смо да претворимо овај сигнал користећи најчешћи тајмер који постоји, 555 (заправо, рођак мале снаге, 551). Конфигуришући тајмер чип у астабилни мод и постављајући кондензатор на излаз (уклањање ДЦ оффсет-а), били смо у могућности да стимулациони круг испоручи 55Хз импулса. Ово је тачно у опсегу који неурони преферирају.

Коначни укупни пакет, који укључује конектор, 2016 батерију, наше прилагођене 551 плоче, и Хекбуг платформу, тежи 7 грама. Велики бубашвабић тежине 3 грама може да носи 9 грама за 10-минутне експерименте. Руксак је одвојив тако да га жохар само привремено носи (када није укључен, буба може слободно да једе свежу салату, пије воду, ствара бебе, трчи около у мраку, и ради оно што икада раде и размишљају).

Како управљати жохара

Да би се бубашваба окренула приликом трчања, користимо његове природне моторе. Жохари воле да трче поред зида. Када се њихова антена окрене против нечега, окрећу се тако да иду паралелно. Ово је део њиховог "механизма за бекство". Двофазни импулси преваре бубу мислећи да је осетила четкицу на једној од његових антена, стимулишући живце који нормално воде информације о стварима на које се антена дотиче. Импулси узрокују живце да испаљују електричне поруке (назване "шиљцима") у мозак. Крајњи резултат је да ће се бубашваба окренути у супротном смеру од антене коју активирамо стимулацијом.

Као биолози, морамо нагласити да бубашвабе нису баш роботи. Имају потпуно функционалне нервне системе који показују нека дивна својства као што су учење и адаптација. Разлог

истраживање никада није потиснуто даље, јер на крају инсекти науче да игноришу стимулацију. Наши мозгови (као и њихови) на крају занемарују ствари које немају никакву бихевиоралну релевантност (ствари које нам не помажу нити помажу). Након отприлике 10 тестова стимулације, одговор окретања бубашваба видно се смањује, и на крају зауставља све заједно.

Али - ако је бубашваба стављена натраг у свој кавез неколико сати, заборавља и стимулација поново ради. Међутим, након отприлике недељу дана, стимулација престаје да ради потпуно. Не знамо зашто, али сумњамо да је то највероватније због биолошког обарања електрода.

РобоРоацх Кит

Осим тога, ми ћемо са задовољством извијестити да након годину дана рада на развоју имамо радне прототипове и почињемо да демонстрирамо и дистрибуирамо наше комплете бубашваба за даљинско управљање аматерима, средњим школама и универзитетима. Такође смо поносни што можемо да кажемо да је пројекат био у потпуности самофинансиран, а укупни трошкови израде прототипа (не укључујући мозак и рад, наравно) током протекле године били су у близини од 1.000 долара.

Постоје реалне образовне користи за ове био-роботе. Исте технике које се користе у РобоРоацх-у се такође користе у дубокој стимулацији мозга (ДБС) за лечење Паркинсонове болести иу кохлеарним имплантатима да би се вратио слух код глувих. Ови клинички уређаји су још увијек релативно сирови и имају много простора за побољшање. Ако све више младих инжењера и биолога ради на проблемима неуронских интерфејса, може се десити ренесанса у неуротехнологији и лечење нервних система.

Надамо се да ће оно што смо морали потрошити новац порезних обвезника и године нашег дипломирања на студиј (тј. Неурофизиологија мозга сисара) постати приступачне и бити ће уобичајено знање средњих школа у наредних 20 година.

Ако желите да сазнате више, посетите нас на робороацх.бацкиардбраинс.цом.

Удео

Оставите Коментар