Um robô 'ouve' usando o ouvido de um gafanhoto

Um robô que está sendo desenvolvido na Universidade de Tel Aviv “ouve” sinais elétricos, graças a um sensor natural:a orelha de um gafanhoto morto.

Até agora, a chamada e a resposta possibilitadas por um robô com orelhas de gafanhoto são básicas. Quando um pesquisador aplaude, o ouvido do gafanhoto registra o som e o robô avança. Quando um pesquisador bate palmas duas vezes, o robô se move para trás.

A demonstração, no entanto, de combinar plataformas robóticas e elementos biológicos abre as portas para um conjunto excitante de novas aplicações, de acordo com o Dr. Ben M. Maoz, pesquisador principal do projeto e professor da Faculdade de Engenharia de Iby e Aladar Fleischman e a Escola Sagol de Neurociências.

"Você pode imaginar todos os tipos de tarefas que hoje usam sensores de animais, que podem ser substituídos por esses robôs. por exemplo, como cheirar drogas e explosivos", disse Moaz ao Tech Briefs .

Os resultados do estudo foram publicados na revista Sensors .

Como é a orelha de gafanhoto em um chip

Um chip microfluídico se conecta a um eletrodo de sucção projetado sob medida. O nervo auditivo do gafanhoto, alojado dentro do chip, é puxado para o eletrodo de sucção antes da gravação. O "ear-on-a-chip" atua como um sensor e responde aos sons.

Além do chip personalizado e do eletrodo de sucção, a plataforma robótica inclui um amplificador de sinal e um sistema controlador e processador de sinal (CSPS).



O ear-on-a-chip mantém o ouvido vivo fornecendo oxigênio e comida ao órgão, enquanto permite que os sinais elétricos sejam retirados do ouvido do gafanhoto e amplificados e transmitidos ao robô.

Junto com o especialista em gafanhotos Prof. Amir Ayali (da Escola de Zoologia) e o especialista em som Prof. Yossi Yovel (da Escola de Neurociência Sagol), o Dr. Maoz substituiu o microfone eletrônico do robô por uma orelha de inseto morto.

O ouvido detecta sinais do ambiente, neste caso vibrações no ar. O chip especial então converte a entrada do inseto para a do robô.

Esse tipo de conquista — a substituição de sistemas tecnológicos por biológicos — possibilita maior sensibilidade e eficiência energética, segundo o Dr. Maoz.

"Os sistemas biológicos gastam energia insignificante em comparação com os sistemas eletrônicos. Eles são em miniatura e, portanto, também extremamente econômicos e eficientes", disse Maoz em março .

Em uma sessão de perguntas e respostas com Resumos técnicos abaixo, o Dr. Maoz descreve o tipo de futuro que ele imagina com tecnologia que realmente extrai da natureza.

Resumos técnicos :Qual ​​é o significado dessa conquista?

Dra. Ben M. Maoz :O significado deste trabalho é mostrar uma prova de conceito de que somos capazes de integrar elementos biológicos com plataformas robóticas. Mais especificamente, mostramos que podemos levar o aparelho auditivo, que pode servir de entrada para o som, para navegar em um robô.

Aqui mostramos para o sistema de som, mas abre muitas portas para mais aplicações.

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Resumos técnicos : Você pretende construir um sistema que requer oxigênio e alimentos para serem fornecidos? Ou você pretende tentar imitar a orelha do gafanhoto e construir um hardware equivalente?

Dra. Maoz :Esse assunto é um dos principais desafios do projeto. Tivemos que projetar um dispositivo sofisticado que fornece oxigênio e nutrientes constantes ao ouvido do gafanhoto para mantê-lo vivo.

Resumos técnicos :Você tem que renovar os nutrientes? Com que frequência?

Dra. Maoz :Sim, os nutrientes frescos precisam ser administrados ao ouvido. Podemos fazê-lo manualmente após 4-6 horas ou com um sistema de perfusão que temos, que pode fazê-lo continuamente.

Resumos técnicos :Como é este sistema?

Dra. Maoz :O dispositivo é um "chip microfluídico" que possui canais e suportes especiais que prendem o ouvido próximo ao ar, mas também no interior há um líquido especial que fornece os nutrientes necessários ao ouvido.

Resumos técnicos :O que te inspirou a ir com um gafanhoto?

Dra. Maoz :Eu fui abençoado por trabalhar com o Prof. Yossi Yovel que é um especialista em som e o Prof. Amir Ayali que é um especialista em gafanhotos. Então decidimos começar com isso, além das ótimas capacidades auditivas que o gafanhoto possui.

Resumos técnicos :A aplicação do gafanhoto é mais uma demonstração? O que você pode fazer com um robô que tenha esse tipo de detector?

Dra. Maoz :Como o projeto era tão ambicioso, queríamos começar integrando um sentido que será relativamente "fácil" de comparar com sensores eletrônicos (que, neste caso, serão um microfone). Agora que sabemos que o conceito está realmente funcionando, estamos trabalhando em outros recursos de detecção (como olfato) que são muito mais desafiadores para criar com a tecnologia atual.

Resumos técnicos :Você imagina um futuro em que a tecnologia seja mais biológica, como “Smellicopters?” Quais são as vantagens de usar mais tecnologia biológica?

Dra. Maoz :Milhões de anos de evolução foram capazes de criar sensores pequenos, sensíveis e eficientes que não somos capazes de imitar com a tecnologia de hoje. Portanto, gostaríamos de usar e integrar esses incríveis recursos de sensoriamento com plataformas robóticas.

Resumos técnicos :Qual é o próximo teste? Trata-se de refinar o aplicativo de gafanhotos ou experimentar novas ideias com tipos de organismos?

Dra. Maoz :Atualmente estamos pensando em integrar "o melhor de todos os mundos", que pode ser um conjunto de sensores de diferentes insetos. Isso pode incluir trabalhar com um sentido de vários organismos ou vários sensores de diferentes organismos. Após a publicação do artigo, muitas pessoas nos contataram com ideias e aplicações malucas e interessantes que estamos analisando atualmente.

Você tem alguma idéia? O que você acha de uma visão mais biológica da tecnologia? Compartilhe suas perguntas e comentários abaixo.