Arméns fjärrstyrda skalbagge

En gigantisk blombagge med inopererade elektroder och en radiomottagare på ryggen kan styras trådlöst, enligt forskning som presenterades i veckan. Forskare vid University of California utvecklade en liten rigg som tar emot styrsignaler från en närliggande dator. Elektriska signaler som levereras via elektroderna beordrar insekten att lyfta, svänga till vänster eller höger eller sväva i mitten av flygningen. Forskningen, finansierad av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), skulle en dag kunna användas för övervakningsändamål eller för sök- och räddningsuppdrag.

Cyborgbagge: Här visas en gigantisk blombagge som bär en mikroprocessor, radiomottagare och mikrobatteri och implanterad med flera elektroder. För att kontrollera insektens flygning levererar forskare trådlöst signaler till nyttolasten, som skickar elektriska signaler genom elektroden till hjärnan och flygmusklerna.

Skalbaggar och andra flygande insekter är mästare på flygkontroll, och integrerar sensorisk feedback från synsystemet och andra sinnen för att navigera och upprätthålla en stabil flygning, samtidigt som de använder lite energi. Istället för att försöka återskapa dessa system från grunden, Michel Maharbiz och hans kollegor strävar efter att dra fördel av skalbaggens naturliga förmågor genom att blanda insekt och maskin. Hans grupp har tidigare skapat cyborgbaggar, inklusive sådana som har implanterats med elektroniska komponenter som puppor. Men den aktuella forskningen, som presenterades vid IEEE MEMS i Italien, är den första demonstrationen av ett trådlöst skalbaggesystem.

Skalbaggens nyttolast består av en mikroprocessor från hyllan, en radiomottagare och ett batteri anslutet till ett specialtryckt kretskort, tillsammans med sex elektroder implanterade i djurens optiska lober och flygmuskler. Flygkommandon skickas trådlöst till skalbaggen via en radiofrekvenssändare som styrs av en närliggande bärbar dator. Oscillerande elektriska pulser som levereras till skalbaggens optiska lober utlöser start, medan en enda kort puls upphör flygningen. Signaler som skickas till vänster eller höger basilarflygmuskler får djuret att svänga åt höger respektive vänster.

Mest tidigare forskning för att kontrollera insekters flygning har fokuserat på nattfjärilar. Men skalbaggar har vissa fördelar. Jätteblombaggens storlek – den varierar i vikt från fyra till tio gram och är fyra till åtta centimeter lång – gör att den kan bära relativt tunga laster. För att användas för sök- och räddningsuppdrag, till exempel, skulle insekten behöva bära en liten kamera och värmesensor.

Dessutom kan skalbaggens flygning kontrolleras relativt enkelt. En enda signal som skickas till vingmusklerna utlöser handlingen, och skalbaggen tar hand om resten. Det gör att den normala funktionen kan kontrollera flaxandet av vingarna, säger Jay Keasling , som inte var involverad i skalbaggeforskningen men som samarbetar med Maharbiz. Minimal signalering sparar batteriet och förlänger implantatets livslängd. Fjärilar, å andra sidan, kräver en ström av elektriska signaler för att fortsätta flyga.

Forskningen har till stor del drivits av framsteg inom mikroelektronikindustrin, med miniatyrisering av mikroprocessorer och batterier.

Dölj