Robot 'Mendengar', Menggunakan Telinga dari Belalang

Robot yang dikembangkan di Universitas Tel Aviv "mendengar" sinyal listrik, berkat sensor alami:telinga belalang mati.

Sejauh ini, panggilan dan respons yang dimungkinkan oleh robot bertelinga belalang adalah hal yang mendasar. Ketika seorang peneliti bertepuk tangan, telinga belalang mencatat suara dan robot bergerak maju. Saat peneliti bertepuk tangan dua kali, robot bergerak mundur.

Demonstrasi, bagaimanapun, menggabungkan platform robot dan elemen biologis membuka pintu untuk serangkaian aplikasi baru yang menarik, menurut Dr. Ben M. Maoz, seorang peneliti utama pada proyek tersebut dan seorang profesor di Fakultas Teknik Iby dan Aladar Fleischman. dan Sagol School of Neuroscience.

"Anda dapat membayangkan semua jenis tugas yang saat ini menggunakan sensor hewan, yang dapat digantikan oleh robot semacam itu. Misalnya, seperti mencium bau obat-obatan dan bahan peledak," kata Dr. Moaz kepada Tech Briefs .

Hasil penelitian dipublikasikan di jurnal Sensors .

Seperti Apa Bentuk Locust-Ear-on-a-Chip

Sebuah chip mikrofluida terhubung ke elektroda hisap yang dirancang khusus. Saraf pendengaran belalang, bertempat di dalam chip, ditarik ke dalam elektroda hisap sebelum merekam. "Ear-on-a-chip bertindak sebagai sensor dan kemudian merespons suara.

Selain chip dan elektroda penghisap yang disesuaikan, platform robotik mencakup penguat sinyal dan pengontrol dan sistem pemroses sinyal (CSPS).

Ear-on-a-chip menjaga telinga tetap hidup dengan memasok oksigen dan makanan ke organ, sekaligus memungkinkan sinyal listrik dikeluarkan dari telinga belalang dan diperkuat serta dikirimkan ke robot.

Bersama ahli belalang Prof. Amir Ayali (dari Sekolah Zoologi) dan ahli suara Prof. Yossi Yovel (dari Sagol School of Neuroscience), Dr. Maoz mengganti mikrofon elektronik robot dengan telinga serangga mati.

Telinga mendeteksi sinyal dari lingkungan, dalam hal ini getaran di udara. Chip khusus kemudian mengubah input serangga menjadi input robot.

Pencapaian semacam ini — penggantian sistem teknologi dengan sistem biologis — memungkinkan sensitivitas dan efisiensi energi yang lebih baik, menurut Dr. Maoz.

"Sistem biologis menghabiskan energi yang dapat diabaikan dibandingkan dengan sistem elektronik. Sistem ini mini, dan oleh karena itu juga sangat ekonomis dan efisien," kata Maoz pada bulan Maret .

Dalam Tanya Jawab dengan Ringkasan Teknologi di bawah ini, Dr. Maoz menggambarkan masa depan yang ia bayangkan dengan teknologi yang benar-benar diambil dari alam.

Ringkasan Teknologi :Apa arti penting dari pencapaian ini?

Dr. Ben M. Maoz :Arti penting dari pekerjaan ini adalah untuk menunjukkan bukti konsep bahwa kita mampu mengintegrasikan unsur-unsur biologis dengan platform robot. Lebih khusus lagi, kami menunjukkan bahwa kami dapat menggunakan sistem pendengaran , yang dapat berfungsi sebagai input suara, untuk menavigasi robot.

Di sini kami menunjukkannya untuk sistem suara, tetapi ini membuka banyak pintu untuk lebih banyak aplikasi.

Menonton 'Smellicopter' Terbang

Video TV Tech Briefs menunjukkan bagaimana tim di University of Washington menambahkan antena ngengat hidup ke drone mereka.

Ringkasan Teknologi : Apakah Anda berniat membangun sistem yang membutuhkan oksigen dan makanan untuk disuplai? Atau apakah Anda berniat untuk mencoba meniru telinga belalang dan membuat perangkat keras yang setara?

Dr. Maoz :Hal ini merupakan salah satu tantangan utama proyek. Kami harus merancang perangkat canggih yang memberikan oksigen dan nutrisi konstan ke telinga belalang agar tetap hidup.

Ringkasan Teknologi :Apakah Anda harus memperbarui nutrisi? Seberapa sering?

Dr. Maoz :Ya, nutrisi segar perlu diberikan ke telinga. Kita dapat melakukannya secara manual setelah 4-6 jam atau dengan sistem perfusi yang kita miliki, yang dapat melakukannya terus menerus.

Ringkasan Teknologi :Seperti apa sistem ini?

Dr. Maoz :Perangkat ini adalah "chip mikofluida" yang memiliki saluran dan penahan khusus yang mendekatkan telinga ke udara, tetapi juga di dalamnya terdapat cairan khusus yang menyediakan nutrisi yang diperlukan untuk telinga.

Ringkasan Teknologi :Apa yang menginspirasi Anda untuk pergi dengan belalang?

Dr. Maoz :Saya diberkati bisa bekerja sama dengan Prof. Yossi Yovel yang ahli suara dan Prof. Amir Ayali yang ahli belalang. Jadi kami memutuskan untuk memulai dengan ini, di atas kemampuan pendengaran hebat yang dimiliki belalang.

Ringkasan Teknologi :Apakah aplikasi belalang lebih merupakan demonstrasi? Apa yang dapat Anda lakukan dengan robot yang memiliki detektor semacam itu?

Dr. Maoz :Karena proyek ini sangat ambisius, kami ingin memulai dengan mengintegrasikan pengertian yang relatif "mudah" untuk dibandingkan dengan sensor elektronik (yang, dalam hal ini, adalah mikrofon). Sekarang, setelah kami mengetahui bahwa konsep tersebut benar-benar berfungsi, kami sedang mengerjakan kemampuan penginderaan lain (seperti penciuman) yang jauh lebih menantang untuk dibuat dengan teknologi saat ini.

Ringkasan Teknologi :Apakah Anda membayangkan masa depan di mana teknologinya lebih biologis, seperti “Smellicopters?” Apa keuntungan menggunakan lebih banyak teknologi biologis?

Dr. Maoz :Jutaan tahun evolusi mampu menciptakan sensor kecil, sensitif, dan efisien yang tidak dapat kita tiru dengan teknologi saat ini. Oleh karena itu, kami ingin menggunakan dan mengintegrasikan kemampuan penginderaan yang luar biasa ini dengan platform robot.

Ringkasan Teknologi :Apa tes selanjutnya? Apakah ini tentang menyempurnakan aplikasi belalang, atau mencoba ide baru dengan berbagai jenis organisme?

Dr. Maoz :Saat ini kami sedang mempertimbangkan untuk mengintegrasikan "yang terbaik dari semua dunia", yang dapat berupa rangkaian sensor dari berbagai serangga. Ini dapat mencakup bekerja dengan satu indera dari banyak organisme, atau beberapa sensor dari organisme yang berbeda. Setelah menerbitkan makalah, banyak orang menghubungi kami dengan ide dan aplikasi gila dan menarik yang sedang kami cari.

Apakah Anda punya ide? Apa pendapat Anda tentang teknologi yang lebih biologis? Bagikan pertanyaan dan komentar Anda di bawah.