Если «дроны-стрекозы в крошечных рюкзаках» не говорят «будущее здесь», то что?
Проект под названием DragonflEye, осуществляемый научно-исследовательской организацией Draper совместно с Медицинским институтом Говарда Хьюза, превращает насекомых в гибридных дронов. Живые стрекозы снабжены рюкзаками с навигационными системами, которые подключаются непосредственно к их нервной системе. Затем стрекоз можно «направлять», чтобы летать в определенных направлениях. Все это питается от миниатюрных солнечных батарей в рюкзаках.
Стрекозы в рюкзаке становятся живыми «микроавтобусами» или крошечными дронами. Эти виды беспилотников могут работать там, где большие не могут, летают в помещении или в многолюдных условиях.
Ученые пытались контролировать полет насекомых раньше, объясняет Джозеф Дж. Регист, инженер-биомедик из Draper и старший исследователь программы DragonflEye.
«Предыдущие попытки борьбы с насекомыми главным образом основывались на подделке периферической нервной системы или прямом шоке от летящих мышц для увеличения полета», - говорит Регистр. «Мы адаптируем более централизованный подход, при котором мы планируем оптически стимулировать« специфичные для полета »нервы».
Для этого исследователи сделали чувствительные к свету управляющие нейроны стрекоз вставив гены, похожие на те, которые находятся в их глазах. Затем крошечные структуры, называемые оптродами в рюкзаке, излучают световые импульсы, которые активируют рулевые нейроны. Эти нейроны, в свою очередь, активируют мышцы, управляющие крыльями насекомых. Эти оптроды настолько чувствительны, что могут нацеливаться только на рулевые нейроны, не нарушая других соседних нейронов.
Компоненты рюкзака (Draper) Исследователи говорят, что стрекозы являются идеальными насекомыми для использования в качестве дронов.
«Стрекозы - лучшие летчики насекомых», - говорит Джесс Уилер, биомедицинский инженер из Draper и главный исследователь программы DragonflEye. «Благодаря высокоразвитой морфологии крыльев стрекозы позволяют не только быстро летать, но и скользить, зависать и летать в обратном направлении. Это позволяет создать очень маневренную платформу ».
По словам Уилера, стрекозы способны пролетать тысячи миль над землей и водой, достигая высот до 6000 метров. Это дает им главное преимущество перед искусственными микроавтобусами, которые обычно могут летать только несколько минут за один раз.
Рюкзаки влияют на стрекоз меньше, чем можно было ожидать. Рюкзак добавляет немного веса и слегка влияет на центр тяжести насекомых. Но этих изменений недостаточно, чтобы повлиять на естественное поведение стрекоз и механику полета, что позволяет им продолжать перекусывать комарами, как обычно.
Исследователи говорят, что платформа DragonflEye может иметь любое количество применений.
«Некоторые виды использования мы даже не можем себе представить, но мы можем видеть приложения, начиная от удаленного мониторинга окружающей среды, поиска и спасения в опасных зданиях и опыления урожая в больших масштабах», - говорит Уилер.
Эта технология оптрода могла бы когда-нибудь быть использована и для биомедицинских целей, нацеливаясь на нейроны человека для диагностических или терапевтических целей.
Они также могут потенциально использоваться для наблюдения - в конце концов, кто заметит жужжащее насекомое?
Исследователи говорят, что технология DragonfEye может быть передана другим насекомым. Медоносные пчелы были бы естественным выбором, учитывая снижение уровня их популяции и их значимость в качестве опылителей. Теоретически технология может направить насекомых на опыление в определенных областях, что поможет сохранить урожай, который в противном случае был бы потерян.
Однако сейчас команда сосредоточена на разработке основ навигации и управления. Команда планирует начать тестирование и сбор данных в течение года.
«После того, как мы создали некоторые базовые наборы навигационных данных, мы можем перейти к более крупным приложениям», - говорит Регистр.
