Дослідники на крок ближче до нюхаючих бомбами кіборг сарани

Якщо ви хочете вдосконалити саранчу, яку можна використовувати як нюху бомби, є кілька технічних проблем, які потребують вирішення, перш ніж відправляти її в поле.

Чи є якийсь спосіб направити сарану — сказати їй, куди йти, щоб зробити її нюхання? А оскільки сарана не може говорити (поки), чи є спосіб прочитати мозок цих жуків-кіборгів, щоб знати, чим вони пахнуть?

Чи може сарана навіть пахнути вибухівкою?

Так і так на перші два питання. Попередні дослідження університету Вашингтона в Сент-Луїсі продемонстрували як здатність контролювати саранчу, так і здатність читати мізки, так би мовити, розпізнати, чим вони пахнуть. І тепер, завдяки новим дослідженням інженерної школи Маккелві, третє питання вирішено.

Відповідь знову: "так".

У попередньому доказі, опублікованому в Інтернеті 6 серпня в журналі Біосенсори та біоелектроніка: XДослідники показали, як вони змогли викрасти нюхову систему сарани, щоб виявити та розрізнити різні вибухові запахи — все це протягом кількох сотень мілісекунд після витримки.

Вони також змогли оптимізувати розроблену раніше біороботичну систему зондування, яка могла б виявити стріляні нейрони сарани та передати цю інформацію таким чином, щоб розповісти дослідникам про запахи сарани.

"Ми не знали, чи зможуть вони відчути запах або чітко визначити вибухівку, оскільки вони не мають якогось значущого екологічного значення", — сказав Барані Раман, професор біомедичної інженерії. "Можливо, вони не переймалися жодним підходом, який був би для нас значущим у цьому конкретному випадку".

Попередня робота в лабораторії Рамана призвела до виявлення того, що нюхова система саранчи може бути розшифрована як логічна операція «або-і-і-і». Це дозволило дослідникам визначити, що саран пахне в різних умовах.

Маючи ці знання, дослідники змогли шукати подібні схеми, коли вони піддавали сарану парам ТНТ, ДНТ, RDX, ПЕТН та аміачної селітри — хімічно різноманітний набір вибухових речовин. "Найдивніше, — сказав Раман, — ми могли чітко бачити, як нейрони реагували по-різному на ТНТ і ДНТ, а також на ці інші вибухонебезпечні хімічні пари".

Маючи цю важливу інформацію, Раман сказав: "Ми були готові розпочати роботу. Ми були оптимізовані".

Тепер вони знали, що сарана може виявляти та розмежовувати різні вибухові речовини, але для того, щоб шукати бомбу, сарана повинна знати, в якому напрямку походить запах. Введіть "поле запаху та сарана".

"Ви знаєте, коли ви знаходитесь поблизу кафе, запах кави сильніший, а коли ви віддаляєтеся, ви менше відчуваєте запах? Це те, на що ми дивилися", — сказав Раман. Пари вибухових речовин вводилися через отвір у коробці, де сарана сиділа в крихітному транспортному засобі. Коли сарана рухалася навколо та нюхала різні концентрації парів, дослідники вивчали її мозкову діяльність, пов’язану з запахом.

Сигнали в мозку клопів відображали ці відмінності в концентрації пари.

Наступним кроком було оптимізація системи для передачі мозкової діяльності сарани. Команда, до складу якої входили Шантану Чакрабартті, професор Кліффорда У. Мерфі на кафедрі електричної та системної інженерії Престона М. Гріна, та Шрікант Сінгаманені, професор кафедри машинобудування та матеріалознавства Е. Ліле Х'юз. широта їхньої експертизи на крихітній сарані.

Для того, щоб зробити сарану якнайменшої шкоди та зберегти їх стабільними, щоб точно фіксувати їх нервову активність, команда придумала нову хірургічну процедуру для прикріплення електродів, які не перешкоджали руху сарани. Завдяки новому приладобудуванню, нейронна активність сарани, що піддавалася вибуховому запаху, перетворилася на помітний запах, характерний для 500 мілісекунд.

"Тепер ми можемо імплантувати електроди, запечатати сарану і транспортувати їх до мобільних середовищ", — сказав Раман. Одного разу це середовище може стати тим, у якому Внутрішня безпека шукає вибухівку.

Ідея не така дивна, як може спочатку звучати, сказав Раман.

"Це не так відрізняється від старих часів, коли вугільники використовували канарки", — сказав він. "Люди використовують свиней для пошуку трюфелів. Це схожий підхід — використання біологічного організму — це просто трохи складніше".

Facebook Comments