Ученые из Пекинского технологического института разработали устройство, которое позволяет управлять движениями пчел, превращая их в миниатюрных киборгов. Это открытие может изменить подход к спасательным операциям — например, при поиске людей в завалах после землетрясений, сообщило агентство «Синьхуа».
Команда под руководством профессора Чжао Цзелиана создала самый легкий в мире мозговой контроллер для насекомых — он весит всего 74 миллиграмма, что меньше веса мешочка с нектаром, который обычно несут рабочие пчелы. Устройство крепится к спине пчелы и подключается к ее мозгу с помощью трех микроскопических игл. Через эти иглы передаются электрические импульсы, которые создают у пчелы иллюзию необходимости двигаться в определенном направлении — налево, направо, вперед или назад. В ходе экспериментов пчелы реагировали на команды в 90% случаев.
Контроллер напечатан на гибкой полимерной пленке, тонкой как крыло насекомого, и содержит множество микросхем, включая инфракрасный приемник. Такое решение позволяет не перегружать пчел лишним весом, сохраняя их естественную маневренность.
До этого самым легким аналогом считался контроллер из Сингапура, который был в три раза тяжелее и использовался для управления жуками и тараканами. Однако такие насекомые передвигаются гораздо медленнее и не способны преодолевать большие расстояния — в отличие от пчел, которые могут лететь до 5 км без отдыха.
Пока разработка не лишена недостатков. Например, пчелы нуждаются в проводном источнике питания — современные батареи, которые могли бы обеспечить работу устройства, слишком тяжелые (около 600 мг). Кроме того, сигналы не всегда вызывают предсказуемую реакцию, особенно у разных видов насекомых. Некоторые движения, например ногами или брюшком, остаются вне контроля.
«В будущих исследованиях точность и повторяемость управления поведением насекомых будут улучшены за счет оптимизации сигналов и методов контроля», — отмечают авторы исследования.
Исследователи из Пекинского технологического института сообщили о создании самого лёгкого в мире нейроинтерфейса, способного управлять полётом насекомых. Для эксперимента они выбрали медоносную пчелу и превратили её в управляемого киборга.
Система работает через инфракрасный пульт: по команде пчела выполняет виражи и летит в заданную сторону. Исследование может открыть новые способы тактической разведки и мониторинга в труднодоступных зонах.
Ранее учёные уже тестировали подобные технологии на тараканах: те достаточно крупные, чтобы носить тяжёлые контроллеры. Но летающие насекомые — другой вызов: каждый миллиграмм нагрузки может помешать взлёту. У пчёл при этом есть уникальное преимущество — они с лёгкостью переносят груз, равный 80 % от массы своего тела, и летают на большие расстояния без усталости.
Разработанный контроллер весит всего 74 мг — это примерно в три раза легче всех известных аналогов. Электроника нанесена на гибкую плёнку, от которой в мозг пчелы идут три тонких металлических провода. Та же система была испытана и на тараканах.
Китайские ученые управляют полетом пчелы с помощью самого легкого в мире контроллера. В ходе экспериментов пчела управлялась с высокой точностью: в девяти из десяти случаев она следовала командам. С тем же устройством тараканы двигались по прямой, но переставали реагировать уже после десятой команды. Пчёлы оставались управляемыми значительно дольше.
Однако технология пока далека от практического применения. Она поддерживает ограниченный набор команд — «вперёд», «поворот», «стоп» и «назад». При этом работает только по проводному питанию. Учёные попытались использовать аккумулятор массой 600 мг, но он оказался слишком тяжёл для пчелы. Также пчёлам удалось управлять только на уровне крыльев — манипулировать движениями тела и лап не получилось.
Разработка показала потенциал, но требует доработки. Чтобы пчёлы-киборги могли выполнять задачи на службе у спасателей или военных, учёным предстоит решить проблемы с автономностью, управляемостью и лёгкостью всех компонентов.