Для чего создают животных-киборгов
Гибрид животного и машины — уже давно не фантастика. Кто-то считает такие эксперименты неэтичными, но они могут помочь в спасении людей, разведке местности и лечении тяжелых заболеваний. О том, как и для чего создают киборгов, — в материале ТАСС. В фильме "Пятый элемент" была сцена, где на стол во время совещания у президента карабкается обычный таракан. В следующем кадре мы видим, что насекомым управляют дистанционно: через мини-камеру и микрофон оператор может слышать и видеть все, что происходит. Правда, слежка заканчивается неудачно: таракана убивают… Миниатюрные управляемые насекомые — вполне реальные разработки. Их нервная система достаточно проста для того, чтобы животное подчинялось простым командам. А вариантов применения таких киборгов масса: от разведки до спасения людей во время стихийных бедствий. Впрочем, это касается не только насекомых.
В 2006 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) обратилось к американским ученым с просьбой представить "новаторские предложения по разработке технологий для создания насекомых-киборгов". Американские военные давно пытались разработать сверхмалых роботов — прежде всего для воздушной разведки. Но это было очень сложной задачей. Прежде всего, при малых размерах аэродинамика полета меняется. Машины должны быть достаточно легкими, чтобы летать, — но достаточно прочными, чтобы нести камеры и другое оборудование.
Кроме того, микророботу нужен подходящий источник энергии. Батареи, достаточно легкие для таких машин, не имеют необходимого заряда, чтобы поддерживать их работу длительное время. Например, рабочий образец летающего микродрона DelFly Micro, размер которого составляет менее 10 см, может оставаться в воздухе всего три минуты. Использование гибридов животного и машины может снять хотя бы часть этих проблем. Насекомым для движения не нужна подзарядка, у них уже есть биологическая программа для преодоления препятствий. Кроме того, ученые могут использовать в своих целях и другие способности животных — например, чувствительность к запахам и вибрации.
Джойстик для таракана
"Взломать" мозг насекомого, чтобы получить доступ к управлению его телом, — задача непростая. Можно, например, стимулировать центр удовольствия или области, отвечающие за движение. Однако даже простая нервная система насекомого плохо поддается контролю. Гораздо проще и дешевле предоставить машине роль наездника, который задает нужное направление с помощью сигналов. Еще одна аналогия — видеоигры. Мы управляем персонажем (или, к примеру, гоночной машиной), который отображается на экране. Для самых простых действий нужен только подходящий джойстик с кнопками движения: вправо, влево, вперед, назад. Удивительно, но похожий принцип инженеры заложили в управление мини-киборгами.
В 2013 году ученые из Университета Северной Каролины представили прототип управляемого таракана. Они взяли бесконтактный контроллер Kinect, который стоял в приставке Xbox 360, на котором была установлена программа движения по траектории. Раньше его уже применяли для других задач — например, моделирования стыковки спутников и сбора мусора с помощью руки-манипулятора. Чтобы управлять движениями, микрочип с программой подключается к церкам на брюшке таракана. Церка — это орган осязания, который реагирует на колебания воздуха. При ее стимуляции таракан инстинктивно ползет в противоположном направлении. Проводки отправляют слабые электрические импульсы, и это действует как педаль газа либо поворот руля. Стимуляция антенн на голове заставляет таракана развернуться, словно перед ним препятствие.
"С помощью такой технологии спасатели могли бы подготовить миниатюрную "группу" для картографирования аварийных объектов, — объясняет Алпер Бозкурт, профессор электромеханики и вычислительной техники, один из авторов работы. — Насекомые будут подчиняться командам оператора или прописанного алгоритма, который будет посылать их по самым эффективным маршрутам, чтобы у спасателей была полная картина происходящего".
Мал киборг, да дорог
Для практического внедрения такой технологии нужно решить другую инженерную проблему — сделать киборга автономным. В первых прототипах использовались обычные небольшие батареи, так же как и в маленьких роботах. Но управлять тараканом можно было лишь несколько минут. А попытки сделать батареи более крупными означали бы, что животное не сможет нормально двигаться. В 2022 году японские разработчики из лаборатории Thin-Film Device при институте RIKEN протестировали новый прототип. Он включает литий-полимерный аккумулятор, беспроводной приемник сигнала и модуль управления. Нововведением команды стала гибкая тонкопленочная солнечная батарея, которая передает энергию аккумулятору.
Входная мощность такой батареи — 17,2 мВт. По словам авторов, этого достаточно, чтобы киборг "работал" около 150 минут при полной зарядке. И это в 50 раз больше, чем у любого другого накопителя энергии, который используется для подобных целей. При этом инженеры специально сделали конструкции гибкими, чтобы не стеснять движения насекомого. У разработки пока еще есть проблемы. Например, в экспериментах не всегда удавалось добиться точности движений: в некоторые моменты таракан не поворачивал, а двигался кругами. Возможно, перед "отправкой" тараканов на задание нужно будет проводить тесты (что-то вроде тренировок) или даже генетически модифицировать их для большей отзывчивости. Учитывая, что для одной операции нужно до нескольких десятков особей, до практических решений дело дойдет не скоро.
Еще одно препятствие в том, что животным нужно будет нести миниатюрные камеры и другие сенсоры. А любая дополнительная нагрузка может привести к тому, что таракан будет вести себя непредсказуемо. Например, в какой-то момент он может застрять, контакт с проводом может отойти. Потеря даже одного таракана с камерой снижает рентабельность всего проекта. По словам Юдзиро Какея, исследователя RIKEN, только детали для снаряжения одного таракана обошлись ему в $35.
От насекомых к птицам
То, что дальше всего продвинулись именно разработки с тараканами, — не случайность. У него много преимуществ: прочное хитиновое тело, на которое можно установить "рюкзачок" с батареей и чипом-контроллером; отсутствие крыльев на спине (речь идет о мадагаскарских тараканах); выносливые мышцы, которые позволяют нести оборудование. Но ими дело не ограничивается. Более амбициозные планы у китайских исследователей. Команда исследователей из Университета Чжэнчжоу в 2021 году отчиталась об успешном испытании управляемого голубя. Причем авторы отмечали, что эксперименты по киборгизации голубей ведутся в КНР уже около десяти лет. Авторы подчеркивали, что создание робоголубей — очень сложная задача, которая требует согласованной работы специалистов по программированию, нейробиологии, анатомии и медицине. Следует учитывать привычки голубей, особенности формирования условных рефлексов, работы мозговых центров и рецепторов. Например, слишком активная стимуляция может сбить птицу с толку, вызвать у нее шок и страдания.
Но уже в октябре 2022 года Жуйтуо Хуай и его коллеги рассказали газете South China Monitoring Post об успешном испытании технологии. Согласно статье, которая вышла в китайском научном журнале Journal of Biomedical Engineering, система управления полетом включала солнечную панель размером примерно с половину экрана смартфона, привязанную к спине голубя; литиевую батарею; управляющее устройство, соединенное с мозгом птицы. По словам Хуая и его команды, в предыдущих экспериментах птицы следовали командам человека в течение примерно 45 минут, что соответствует продолжительности работы среднего коммерческого дрона. Птицы могли выполнять простые команды, такие как поворот вправо или влево, с точностью 80–90%. Иногда птицы не реагировали из-за усталости или отвлекающих факторов. Авторы предполагают, что таких птиц можно использовать для незаметной разведки местности — в том числе в военных целях.
Живые сенсоры из мозга саранчи
Еще одно возможное применение животных-киборгов — их уникальное восприятие окружающей среды. Например, сенсорные системы саранчи потенциально можно приспособить для обнаружения взрывчатых веществ и даже предвестников землетрясений. Почему бы не использовать их? Именно над этим задумались сотрудники Инженерной школы Джеймса Маккелви Вашингтонского университета. В 2020 году они представили электронную систему, которая могла обнаруживать чувствительные к запахам нейроны саранчи и передавать информацию таким образом, чтобы сообщать исследователям о запахах, которые ощущало насекомое. Для самой саранчи запахи не были значимыми, но то, какие именно нейроны возбуждались в ответ на конкретные вещества, может помочь в разработке биосенсора.
По словам авторов, работу обонятельной системы саранчи можно представить в виде логической операции. Каждый стимул (определенное химическое вещество) вызывает реакцию ряда нейронов в мозге саранчи. При этом во многих случаях возбуждаются одни и те же нейроны. Но авторы обратили внимание, что при наложении всех схем возбуждения становится заметной определенная "специализация". Они разработали классификатор, который позволяет точно распознавать стимул по реакции нейронов. Другими словами, подключаться к мозгу саранчи и "читать" запахи, которые она почувствует.
Используя это знание, исследователи смогли идентифицировать запахи паров тротила, три- и динитротолуола, гексогена и аммиачной селитры — химически разнообразного набора взрывчатых веществ. "Самое удивительное, — подчеркнул Барани Раман, профессор биомедицинской инженерии и соавтор исследования, — в том, что мы могли ясно видеть, что нейроны по-разному реагировали на TНТ и ДНТ, а также на эти другие взрывоопасные химические пары".
Прошивка на уровне ДНК
Еще один способ получить управляемые организмы — модифицировать их сразу на уровне генов. И снова лучшие результаты пока удается получить для простых организмов. Недавно ученые из Городского университета Осаки (Япония) создали модель червей, движение которых можно корректировать с помощью световых сигналов. Для этого ученые провели две операции. Сначала они выделили у комаров гены светочувствительного белка MosOpn3, а затем "подсадили" их червям-нематодам C. elegans. Новый ген сделали активным только в определенных клетках — ноцицептивных нейронах, которые возбуждаются при возникновении угрозы или повреждении. Таким образом, светочувствительный ген действовал как сигнализация — активировал ноцицепторы, а те в свою очередь заставляли нематод отползать от мнимой опасности.
Другой пересаженный ген — он кодирует белок LamPP и содержится в ДНК миноги — запрограммировали на активность в моторных нейронах червя. Он чувствителен к свету с различной длиной волны. Например, при облучении ультрафиолетом нематоды замирали, а зеленая часть спектра сигнализировала, что нужно двигаться вперед. При этом такая система оказалась устойчива к воздействиям других процессов в организме. Иными словами, ее можно было использовать повторно много раз.
По словам авторов работы, у таких модификаций огромный потенциал: они могут быть чувствительны к очень разным видам стимулов, в том числе запаху, вкусу, различным гормонам. Но отдаленная цель таких опытов не в том, чтобы натренировать нематоду добывать ценные сведения. Они позволяют изучить роль отдельных нейронов и даже управлять их активацией. А это открывает дорогу к лечению многих болезней, локализованных в мозгу. Например, известно, что при шизофрении у человека происходит сбой в работе особой группы нейронов. В перспективе эту проблему можно было бы решить с помощью оптогенетики (световой генетики): вирусы-доставщики (векторы) могут встроить в нужные клетки ген "белка-активатора" — а затем, с помощью воздействия лучей определенного спектра, заставить их работать. Пока это только теория, но опыты с нематодами помогают отточить механизм и сделать будущие операции более предсказуемыми.
Источник
Последние аномальные новости

Агенты ФБР, люди в черном и пропавшее время

Гадание по спам-номерам телефона

Группа ученых поймала лохнесское чудовище

Группу Дятлова погубила баллистическая ракета

Дети встретились с клоуном-биороботом

Жесты из пальцев и ладоней для защиты

Колонизаторы Марса смогут жить в домах из грибов

Космические силы Земли против НЛО

Космический контактер Сведенборг

Магические цветы на все случаи жизни

Наблюдения за экзомирами исключили связь между циклами Солнца и вращением Юпитера

НЛО в трудах историков античного мира

Обнаружили землеподобную экзопланету

Похищение инопланетянами и видение конца света

Почему пришельцы покидают Землю

Преступники утверждали, что их разум контролировали инопланетяне

Прогноз по картам Таро на март 2023

Пропавшее время и пропавшие души

Разгадка тайны Атлантиды

Фэн-шуй прогноз на март 2023 года

Продвижение сайтов в интернете

Нивелир как разновидность геодезического оборудования

Основные ошибки при поиске работы

Урочище Белые Боги в Подмосковье

Специальность Реабилитолог. Особенности профессии

Древние египтяне описали прилет инопланетян

Искусственный интеллект снял фильм про НЛО

Карлики Наннехи из фольклора индейцев чероки

Конгресс США должен раскрыть правду об НЛО

Короткий эпизод с НЛО, который потряс мир

Кто такие кинокефалы

Люди испугались, увидев огромный НЛО, парящий в небе

На дне озёр появляются геоглифы

Неизвестный горящий объект упал на Сахалине

Несси живет в Австралии

НЛО над горой Шаста в Калифорнии

Призрак вылетел из шкафа

Призрак черноглазой девушки замечен в Кэннок Чейз

Призраки Уссурийска

Проект Синяя книга, расследование НЛО ВВС США

Путешествие во времени потребует всей существующей энергии

Раса великанов с Магеллановых островов

Сонный городок назвали сатанинской столицей Великобритании

Таинственные эпидемии терзающие человечество

Тайны Омска и его легенды

Антигравитация, НЛО и Люди в черном

Быстро движущийся НЛО сняли в Донкастере

Владелец магазина каннабиса снял призрака

Военные исследуют случаи похищения инопланетянами

Двухголовая змея-мутант в Австралии

Динозавры жили на Земле совсем недавно

Древние миры могли быть основаны инопланетянами

Женщина исчезла в парке на прогулке с собакой

Загадочные карлики Арктиды

Золотая баба. Тайны Северного Урала

ИИ помогает искать разумную инопланетную жизнь

Как Василиса Володина стала знаменитым астрологом

Когда-то на Земле существовала единая цивилизация

Количество наблюдений НЛО резко возросло

Красный перец - значение в бытовой магии

Насколько гипотеза ядерной зимы посчитана и доказана

Новый сериал 'Инопланетные файлы. Повторное открытие'

Пентагон подтверждает видео ВМС США 2019 года

Подземный город Деринкую, кто его построил

Полное раскрытие информации о НЛО

Призраки Рославльского района

Путешествия во времени. Факты и исследования

Пять страшилок о российских болотах или по следам кикиморы

Разгадать письменность майя Кнорозову помогла кошка

Реальная история инцидента с НЛО

Самые загадочные места Алтая

Странное облако сняли над Кентукки

Странный случай нападения НЛО из 17-го века

Таинственный кричащий дом Уэльса

Человечество перестанет воспроизводиться через 10 лет

Услуги по аварийному вскрытию дверей

Англичанин Ледбитер был священником и оккультистом

Время, когда армию Александра Македонского атаковали НЛО

Выживут только люди с этими отметинами на теле

Гороскопы высокопоставленных лиц влияют на будущее стран

Дом с привидениями Джона Леннона

Зона 51. До Лазаря и как все начиналось

ИИ ChatGPT произвел революцию в обучении

ИИ делает древние тексты читабельными

ИИ повысит эффективность редактирования генома

Инопланетяне ищут на Земле полезные ископаемые

Какая версия трагедии на перевале Дятлова наиболее правдива

Копию человеческого мозга подключили к крысе

Космические корабли смогут автономно перемещаться по Солнечной системе

Кто из знаков зодиака может видеть подсказки свыше

Марсоход обнаружил железный метеорит

Нашли каменистую планету у красного карлика Вольф 1069

Непосредственно измерили массу мертвой звезды

Обнаружили вторую планету в двойной системе

Одержимость Марсом - это наша родная планета

Открытие нового льда может изменить наше представление о воде

Пилоты нескольких самолетов сообщали об НЛО над Волгоградом

Почему пришельцы поддерживают русских

Почему черные дыры мерцают

Разрабатывают новый путь к квантовому свету

Странные исчезновения людей на Аляске

Тайна образования Меркурия

Третья мировая начнется на Ближнем Востоке

Туристы на перевале Дятлова погибли из-за падения дерева

Феномен духов-хранителей в образе животных

Что предсказал России перуанский шаман

Лаки по дереву – основные разновидности, их особенности и сферы применения

Дезинформация о климате вызывает теории заговора

Есть ли жизнь на Марсе

Женщина и ее сосед увидели прозрачную сущность

ИИ ChatGPT станет ещё лучше, а больше всего выиграет Microsoft

ИИ помогает обнаружить антитела со сверхпрочной связью

Инопланетяне готовят захват земных правительств

Как звучат планеты

Какие группы людей склонны переоценивать свой IQ

Люди видят медведей, а не бигфутов

Мистические места России, которые стоит увидеть

Мозг предвзято относится к новой информации

Над Тюменью появился символ Z

Несколько огромных НЛО пролетели над Сан-Антонио

НЛО образуют треугольник над Якимой

Охотники за инопланетянами получают помощь от ИИ

Пилот самолета рядом с Москвой заметил НЛО

Под поверхностью Мимаса есть жидкий океан

Поймали 25 неопознанных повторяющихся сигналов

Потрясающие перламутровые облака над Абердинширом

Правда и вымысел о создании Петербурга

Пророчества Владимира Жириновского

Прошло 64 года со дня трагедии на перевале Дятлова

Разработали приложение для уфологов

Ранее неизвестный фазовый переход в ранней Вселенной

Редкая двойная звезда имеет странную орбиту

Робот-фея, который летает по воздуху с помощью силы ветра

Самые страшные предсказания Нострадамуса

ФБР и увечья крупного рогатого скота

Черные геологи тоннами вывозят уникальные минералы

Численное моделирование образования планетезималей

Будущие космические телескопы будут построены в космосе

Все ли криптиды сверхъестественны

Вы не можете проверить говорит ли ChatGPT правду

Геологические процессы на Тритоне

Глубокие разломы и вырезанные водой долины на Марсе

Добыча полезных ископаемых в космосе не спасет Землю

Загадочная мумия двухголового гиганта

Издатели запрещают указывать ChatGPT в качестве автора

ИИ ChatGPT научили искать ошибки в программном коде

ИИ научили клонировать любые голоса для озвучки текста

ИИ подключили к поиску внеземного разума по радиосигналам

Икотницы пинежские и не только

Как ИИ придумывают новые препараты

Китай похвастался выпуском первого серийного квантового компьютера

Китайцы впервые клонировали корову молочной породы

Летающий электромобиль XPeng X2 получил разрешение на полеты

Ловушки времени - что это такое

Лохнесские чудовища - паранормальные существа

НАСА смоделировало крошечную часть Луны на Земле

Первый шаг к прогнозированию срока службы электрических космических двигательных установок

После ударов молний в земле образуются редкие кристаллы

Представление о пылевых вихрях на Марсе поставили под сомнение

Пророк предсказал начало Третьей мировой из-за авиакатастрофы

Скоро запустят обсерваторию на обратную сторону Луны

Создание призрачных зеркал для мощных лазеров

Создатель ChatGPT разработал инструмент для выявления ИИ-текстов

Странные случаи встреч с НЛО на поле боя

Тяговый луч из Star Trek стал реальностью

Формирование квантового вихря в лаборатории

Экстремальные объекты, непрерывно производящие гравитационные волны

Бигфуты не с этой планеты

Видео вращения четырех экзогигантов вокруг звезды HR 8799

Виртуальную реальность можно использовать для предотвращения неверности

Волна наблюдений НЛО треугольной формы

Детектор Super-Kamiokande не нашел частиц темной материи

Доказали необратимость квантовой запутанности

Загадки мифического бигфута

Интересные образования на поверхности Марса

Квантовые компьютеры для решения ранее неразрешимых задач

Комета из другой звездной системы приближается к Солнцу

Копии абхазского дольмена и кромлеха установили в этнопарке

Кто по гороскопу наделен даром ясновидения

Люди-эхолокаторы

Метеорит пролетел над Красноярским краем

Мир достигнет ключевого порога потепления через 10-12 лет

Над Екатеринбургом пролетел метеорит

Над карельским Ведлозером заметили НЛО

НЛО, бигфут, слендермен и многое другое

Околосмертные переживания людей, которых вернули к жизни

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика