▲由美國康涅狄格大學研究人員開發的一個微型神經控制器，可以更為精確地操控微型仿生機，提供更精確的微型生物機器人操作，比如那些應用在“半機械”蟑螂身上的控制器，它們可用於在坍塌的建築內進行搜索和救援。
當地時間9月6日，美國康涅狄格大學(University of Connecticut)的研究人員再費城舉行的認知計算神經科學會議上公佈了一項新研究，他們發明了一種可以更精確地控制生物機器人——比如在倒塌的建築物內進行搜索和救援的半機械蟑螂——的微小神經控制器。
在過去十年的大部分時間裡，科學家們都在探索將微型計算機硬件綁定在昆蟲身上，以達到操控昆蟲運動的目的，美國國防部、搜救隊和其他機構對此都非常感興趣。但要實現這一想法並非易事，這其中存在著許多的技術挑戰。因為在如此小的範圍內構建機器人系統，將電子硬件與昆蟲的神經組織相連接以激發其運動是十分困難的。
在康涅狄格大學開發的神經控制微電路是微型電子“揹包”的一部分，它可以附著在昆蟲身上，其天線與昆蟲的觸角神經葉相連。通過向左側或右側觸角神經葉傳送少量電荷，可以使昆蟲以為自己遇到了障礙物，從而向另一個方向移動。向右邊觸角傳送電荷會使蟑螂向左移動，相應的，向左邊觸角傳送電荷使其向右側移動。
雖然類似的昆蟲操控系統已經存在，但此次研究開發的控制器的獨特之處是，操作者可以利用四通道微電路來精準刺激昆蟲的觸角神經葉，該系統還能提供昆蟲的神經-肌肉對刺激做出反應的實時反饋。這一水平的細節使得監測和控制都變得更加容易，這在微型機器人昆蟲領域中是一個廣受歡迎的優勢。
康涅狄格大學電子與計算機工程助理教授Abhishek Dutta說：“將昆蟲作為小型機器人的載體，可以大量應用於從搜救到國防等不同領域。”Abhishek Dutta與其實驗室的一名本科生Evan Faulkner共同開發了這一裝置，他說：“我們相信，這種微電路提供了一個更復雜、更可靠的控制系統，將這種技術應用於現實生活又近了一步。”
該控制器的價值體現在一個高級的9軸慣性測量裝置上，它可以追蹤昆蟲的線性和旋轉加速度，識別昆蟲的朝向，並探測周圍環境的溫度。科學家們認為最後一種特徵非常重要，因為有研究表明環境溫度會影響某些昆蟲宿主的行為表現。
設備上的一個微型藍牙天線會把微電路收集到的信息傳輸給操作員，一般的手機就可以檢測到該信號。根據昆蟲的朝向、加速度和其他數據，操作者可以推斷出昆蟲的運動軌跡，對刺激做出相應的調整，將適當的電子脈衝發送到昆蟲身上，進而遙控其運動方向。
在測試控制器的過程中，研究人員發現在最開始的刺激之後，蟑螂回應人工刺激向左或向右移動的強度減弱了。也就是說，當第一個電子脈衝到達右側觸角後，蟑螂立即向左移動，但隨後每次向對右側觸角發送電子脈衝，蟑螂向左移動都不再那麼果斷。Dutta和Faulkner正在通過更多的研究來完善這個系統。
編譯：燈絲
審稿：alone
來源：http://h5.scimall.net.cn/register?from=wechat
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