Чип для управления тараканом

Живой таракан с дистанционным управлением

Записывайте рецепт: превратить насекомое в киборга можно при помощи небольшой микросхемы с электродами, батареей и адаптером беспроводной связи Bluetooth.

В системе Kickstarter стартовал сбор средств на выпуск необычного электронного комплекта RoboRoach, при помощи которого можно превратить обычного. живого таракана в… киборга.

При перемещении тараканы используют свои усы в качестве «навигационных антенн»: сигналы от них поступают в мозг в виде электрических импульсов, заставляя насекомое поворачивать в ту или иную сторону и обходить препятствия.

Комплект RoboRoach состоит из небольшой микросхемы с батареей, которая закрепляется на спине живого таракана (!), и микроэлектродов, вживляемых в усы (!!). При подаче команды осуществляется стимуляция одного из электродов, что вынуждает бедное насекомое поворачивать в направлении, нужном «оператору».

Управлять тараканом-киборгом можно через специальное приложение для мобильной операционной системы iOS. Обмен данными осуществляется посредством беспроводной связи Bluetooth с небольшим энергопотреблением (LE). Пользователь волен регулировать частоту импульсов в диапазоне от 1 до 200 Гц и их продолжительность. Заряда батареи, как утверждается, хватит на 10 часов.

Сколько участникам проекта RoboRoach нужно для счастья? — Всего $10 тыс. Пока собрано около $1 600; до закрытия копилки остаётся чуть меньше месяца. Продавать эти дивные комплекты планируется за $100 (тараканы в цену отчего-то не включены).

А если серьёзно, то главная цель инициативы RoboRoach, как отмечается, не в том, чтобы создать управляемых киборгов для тараканьих бегов, а в том, чтобы разработать инструмент, который поможет лучше понять работу мозга и нервной системы. Наверное, ради этого и мы внёсём в Kickstarter-кубышку свой трудовой рубль.

Источник

Набор для превращения таракана в киборга за 99$

В США в ноябре стартуют продажи 99-долларового набора, который позволит в домашних условиях превратить таракана в радиоуправляемого киборга. Компания Backyard Brains предлагает использовать подключаемый к усикам насекомого микроконтроллер, который позволяет через Bluetooth-интерфейс разворачивать животное в нужном направлении. Подробности приводит британское издание The Daily Mirror.

Прибор имеет сравнительно небольшие размеры и устанавливается прямо на спине таракана. Для опытов рекомендуется использовать крупных насекомых рода Blaberus, которые продаются той же компанией отдельно.

Два электрода соединяются с усиками таракана, после чего управляемый через беспроводной модуль микроконтроллер подает через электроды стимулирующие сигналы к нейронам усиков. Сигналы от усиков нервная система таракана интерпретирует как столкновение с препятствием. Насекомое отворачивает влево или вправо в зависимости от того, какой усик соприкоснулся с предметом или получил электрический импульс.

Специальное приложение для смартфона позволяет владельцу устройства экспериментировать с амплитудой и формой импульсов, изучая способность нервных клеток реагировать на разные сигналы. В режиме активного управления на экране появляется схематический рисунок насекомого. Для поворота таракана необходимо коснуться соответствующей стороны рисунка пальцем.

Плату с микроконтроллером и электродами с таракана можно снять без вреда для животного, а ее установка, как утверждает производитель, по силам большинству неспециалистов.

Видео работы системы управления тараканом-киборгом

Разработчики предупреждают, что через некоторое время (как правило, около нескольких минут) тараканы перестают реагировать на команды, но путем изменения формы импульсов этот эффект можно минимизировать. Кроме того, поскольку RoboRoach позиционируется как образовательный проект, явление адаптации само по себе может быть предметом исследования.

Компания Backyard Brains производит устройства, которые позволяют в домашних или школьных условиях ознакомиться с основами нейробиологических экспериментов. Кроме тараканов-киборгов RoboRoach, организация поставляет наборы для электрофизиологических исследований. В качестве подопытных при этом тоже предлагается использовать именно тараканов. Беспозвоночные животные применяются и в «большой» нейронауке в связи с относительной простой нервной системы и удобством манипуляций (в крупные нервные клетки легче попасть электродами).

Несколько зоозащитных организаций обвинили Backyard Brains в жестоком обращении с животными. В ответ на это представители компании заявили, что образовательная ценность разработки компенсирует необходимость таких манипуляций, как отрезание конечности у таракана (предварительно подвергнуто анестезии погружением в холодную воду).

В 2012 году специалисты Backyard Brains представили систему для электрофизиологических исследований The SpikerBox. Она стоит 160 долларов США, что намного дешевле используемого в научных лабораториях оборудования. Система была описана в научном журнале PLoS One. В статье указывалось, что систему The SpikerBox поддержал специальным грантом Национальный институт психического здоровья, эксперты которого сочли оправданным создание недорогой и простой в использовании учебной модели.

Еще один проект по созданию радиоуправляемых тараканов был реализован в начале лета 2013 года другой группой энтузиастов. Специалисты из университета Северной Каролины сделали упор не на образовательную ценность подобного опыта, а на создание системы, которая позволяет направлять насекомых на нужную траекторию и автоматически следить за удержанием тараканов на правильным курсе. Разработчики утверждают, что такие тараканы могут найти применение при проведении спасательных работ в завалах, возникших при обрушении зданий.

Источник

Как быстро сделать из таракана киборга

На Kickstarter со вчерашнего дня открылся сбор средств на любопытный проект RoboRoach от небольшого стартапа Backyard Brains: все, кто хотел бы использовать домашних тараканов с пользой, могут получить от авторов комплект электроники, который можно приклеить на спину насекомому и управлять им со своего смартфона.

Выглядит киборг-таракан примерно так:

Как можно понять из объяснения, «навигационные» способности тараканов зависят от их длинных усиков-антенн, которые являются подобием физических локаторов препятствий — проще говоря, таракан натыкается на препятствие усиками, решает, что перед ним преграда и его природный инстинкт диктует ему необходимость повернуть, чтобы обогнуть её.

Схематично физиология этого процесса представлена на схеме ниже:

Создатели проекта предлагают всем желающим комплект весом 4.5 грамма из управляющей платы, трёх электродов и литиевого аккумулятора. Располагая тараканом, электроды следует укрепить на его усиках, плату приклеить к спинке насекомого; аккумулятор сообщает энергию для беспроводной коммуникации и электрических импульсов, подаваемых на усики, в течение 12 часов. После этого в течении некоторого времени (произойдет адаптация) тараканом можно управлять с телефона под управлением Android или iOS

Сам комплект выглядит так:

А процесс операции над тараканом показан на видео ниже:

Подчеркивается, тем не менее, что RoboRoach не игрушка, а серьёзный инструмент для изучения работы мозга. Для тех, кто пожертвует на проект 150$ авторы, помимо самого комплекта электроники, обещают прислать еще упаковку готовых тараканов-киборгов; правда, только в пределах США — насекомые плохо переносят перелёты.

Источник

Устройство для управления тараканом научили собирать данные о его движениях

Abhishek Dutta / UConn

Американские инженеры создали плату для управления движением таракана с помощью электростимуляции его усиков. В отличие от аналогичных разработок новая плата позволяет собирать информацию о перемещении жука и окружающей температуре. Разработка была представлена на конференции CCN 2018.

Существует достаточно много устройств, позволяющих управлять движением насекомых с помощью стимуляции нейронов. Как правило, для этого используется электрический ток с определенной частотой импульсов и напряжением, кроме того, существуют разработки, позволяющие активировать нейроны, воздействуя на них светом. Чтобы насекомое могло передвигаться с таким устройством оно должно быть достаточно легким и компактным, из-за чего пока существующие прототипы обладают только базовыми функциями, обеспечивающими управление.

Эван Фолкнер (Evan Faulkner) и Абхишек Дутта (Abhishek Dutta) из Коннектикутского университета создали устройство для управления мадагаскарским шипящим тараканом (Gromphadorhina portentosa), позволяющее собирать больше данных. В его основе лежит небольшой микроконтроллер с процессором, памятью и Bluetooth-передатчиком для получения команд и передачи собираемых данных. Кроме того, в устройстве есть потенциометр для изменения напряжения импульсов, а также измерительный блок для отслеживания перемещения таракана по шести осям и окружающей температуры, которая влияет на движения насекомого. Устройство получает питание от миниатюрного литиевого элемента питания.

Разработчики провели первичные испытания устройства, прикрепив два электрода от него к основаниям усиков. Электрические импульсы с определенными характеристиками создают у таракана иллюзию того, что он врезался в препятствие, после чего он сдвигается в противоположную от препятствия сторону. Таким образом, при стимуляции правым электродом он сдвигается влево и наоборот.

Электрические импульсы (верхний график) и изменение направления таракана (два нижних графика)

Источник

Тараканов-киборгов использовали в качестве пикселей

Yuga Tsukuda et al., University of Tsukuba

Японские инженеры предложили объединять в рой тараканов с имплантатами для управления движением. Их можно использовать одновременно, например, для выстраивания в фигуры и отображения информации, или для подмены тараканов, перестающих выполнять команды. На разработку обратило внимание издание IEEE Spectrum.

Инженеры достаточно давно умеют управлять насекомыми с помощью имплантатов. В основном для этого используется электростимуляция усиков, которую насекомое воспринимает как столкновение с препятствием. После этого оно поворачивает в сторону, поэтому такая стимуляция позволяет управлять направлением движения. Также есть методы управления при помощи прямой элеткростимуляции мышц отдельных ног или оптической стимуляции нейронов. Однако потенциальные применения насекомых-киборгов исследуются не так активно, как технические аспекты управления.

Японские инженеры из Университета Цукубы под руководством Ёити Отиай (Yoichi Ochiai) предложили несколько новых применений для тараканов с имплантатами для управления. Авторы использовали несколько мадагаскарских тараканов и на каждом из них помимо имплантата и платы управления они закрепили уникальные матричные штрихкоды. Благодаря этому, а также камере над тараканами, алгоритм управления может отслеживать положение каждого таракана и давать ему персональные команды.

Самое необычное применение, которое предложили инженеры — это использование управляемых тараканов в качестве интерфейса. Они показали, что насекомых можно выстраивать в нужные фигуры, отслеживая их положение и давая им команды на повороты. Например, в ролике можно видеть, как тараканы выстроились в букву X и выступали в качестве пикселей. В этом примере авторы использовали только пять насекомых, но для большей точности можно использовать большее количество. В другой демонстрации на насекомого прикрепили маркер, который соприкасался с бумажным листом, на котором стоял таракан. Управляя движением такого таракана, они смогли рисовать на поверхности листа нужные им фигуры.

Еще один способ вывода информации, который продемонстрировали авторы — передвигание пластиковой сферы. Во время экспериментов они использовали только одну сферу, которую тараканы толкали вперед, но потенциально их может быть много, благодаря чему их можно использовать как пиксели. Также во время этих экспериментов исследователи показали преимущество роя из насекомых. Иногда одно из них может повернуть в другую сторону или перестать идти. В таком случае его работу может продолжить другое насекомое из роя, находящееся неподалеку.

Инженеры также работают над созданием других носимых или имплантируемых устройств для насекомых. Например, в этом году две разные группы разработчиков представили носимую Bluetooth-камеру для жуков и устройство для сброса датчиков в полете, закрепляемое на мотыльке.

Источник