Większość z nas nie zdaje sobie sprawy z tego jak dużo owadów otacza nas na co dzień. Jednak jednego możemy być pewni – nie jest to mała liczba. Podejrzewa się, że na jednego człowieka przypada około 250 milionów owadów! A pomimo tego, na ich temat wiemy stosunkowo niewiele. 

Jednym z problemów naukowych z nimi związanych, jest postrzeganie przez owady przestrzeni. Może się to wydawać dość trywialne, jednak gdy pomyślimy, że organizmy te żyją i bez problemu przemieszczają się w tym samym środowisku przestrzennym co my, pomimo znacznie mniejszego mózgu, staje się to niezwykle ciekawym zagadnieniem.

Chrząszcz z GoPro

Namiastkę tego co widzą owady może dać nam nowy wynalazek zaprezentowany przez naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. Zespół prowadzony przez Shyama Gollakota opracował malutki pakiet zawierający kamerę, który można zamontować na odwłoku owada. Bezprzewodowa kamera może na bieżąco streamować do 5 klatek na sekundę. Oczywiście, w tym przypadku musiano pójść na pewne ustępstwa i zrobione zdjęcia są czarno-białe i w stosunkowo niskiej rozdzielczości (160×120).

Ten niezwykły “plecak” został zaprojektowany tak, by nie utrudniał ruchu owada oraz by był stosunkowo lekki (waży około 250 miligramów). Dodatkowo, jego żywotność na baterii wynosi około 6 godzin. Osiągnięto to między innymi poprzez wykorzystanie akcelerometru, który pozwala na robienie zdjęć jedynie w przypadku gdy owad się przemieszcza. 

Naukowcy wykorzystali uzyskane w ten sposób rozwiązania do stworzenia miniaturowego robota zaopatrzonego w kamerę. Do przemieszczania go zastosowano silniki wibracyjne, jednak sprawiało to wiele problemów z jakością uzyskanych w ten sposób zdjęć. Problem ten rozwiązano programując robota by ten zatrzymał się na chwilę, robił zdjęcia, a następnie wznawiał swój ruch. Dzięki tej strategii, system nadal był w stanie poruszać się z prędkością od 2 do 3 centymetrów na sekundę.

Robo karaluch

Przedstawiony system byłby niesamowicie użyteczny, gdyby owadem można było jeszcze sterować. I jest to możliwe dzięki pasjonatom z firmy Backyard Brains. Wykorzystując bardzo prosty układ elektryczny, stworzyli oni system pozwalający na sterowanie żywym owadem. 

Sposób jego działania jest bardzo prosty. Wykorzystuje on jeden z mechanizmów owadów do orientowania się w przestrzeni. Gdy karaluch podejdzie do jakiegoś obiektu i dotknie go czułkiem, odwraca się od niego i idzie w przeciwną stronę. Jest to spowodowane między innymi tym, że w czułkach znajdują się neurony, przekazujące informację do mózgu poprzez impulsy elektryczne. I to ten mechanizm jest podstawą działania układu RoboRoach.

Po poddaniu owada anestezji do jego czułków wprowadzane są bardzo cienkie elektrody, umożliwiające stymulowanie ich prądem o bardzo niskim napięciu. Taki impuls przenoszony jest do mózgu gdzie wywołuje odpowiedź motoryczną. Gdy stymulowany będzie neuron w prawym czułku, owad skręci w lewo i przeciwnie w przypadku lewego czułka. 

Oczywiście nie uzyskamy w ten sposób pełnej kontroli nad owadem, ale pozwoli nam to na częściowe decydowanie nad kierunkiem jego ruchu. A to w połączeniu z omawianą wcześniej kamerą daje już bardzo ciekawy układ, który może znaleźć zastosowanie w bardzo wielu przypadkach.  

Źródło: University of Washington, Backyard Brains