Robot de la Universidad de Tel Aviv usa oreja de langosta para oír y responder al sonido

Un robot en desarrollo en la Universidad de Tel Aviv "oye" señales eléctricas, gracias a un sensor natural: la oreja de una langosta muerta.

Hasta ahora, la llamada y respuesta posible por el robot con oreja de langosta es básica. Cuando un investigador aplaude, la oreja de la langosta registra el sonido y el robot avanza. Cuando aplaude dos veces, el robot retrocede.

La demostración, sin embargo, de combinar plataformas robóticas y elementos biológicos abre la puerta a un emocionante conjunto de nuevas aplicaciones, según el Dr. Ben M. Maoz, investigador principal del proyecto y profesor en la Facultad de Ingeniería Iby y Aladar Fleischman y la Escuela de Neurociencia Sagol.

"Puedes imaginar todo tipo de tareas que hoy usan sensores animales, que pueden ser reemplazadas por tales robots. Por ejemplo, oler drogas y explosivos", dijo el Dr. Maoz a Tech Briefs.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Sensors.

Aspecto del chip con oreja de langosta

Un chip microfluídico conecta a un electrodo de succión diseñado a medida. El nervio auditivo de la langosta, alojado dentro del chip, es succionado al electrodo antes de grabar. El "chip con oreja" actúa como sensor y luego responde a sonidos.

Además del chip personalizado y electrodo de succión, la plataforma robótica incluye amplificador de señal y sistema de control y procesamiento de señales (CSPS).

El chip con oreja mantiene la oreja viva suministrando oxígeno y nutrientes al órgano, mientras permite extraer señales eléctricas de la oreja de la langosta, amplificarlas y transmitirlas al robot.

Junto con el experto en langostas Prof. Amir Ayali (Escuela de Zoología) y experto en sonido Prof. Yossi Yovel (Escuela de Neurociencia Sagol), el Dr. Maoz reemplazó el micrófono electrónico del robot con la oreja de un insecto muerto.

La oreja detecta señales del entorno, en este caso vibraciones en el aire. El chip especial convierte la entrada del insecto a la del robot.

Este logro —reemplazo de sistemas tecnológicos con biológicos— permite mejor sensibilidad y eficiencia energética, según el Dr. Maoz.

"Los sistemas biológicos gastan energía insignificante comparados con electrónicos. Son miniatura, y por tanto también extremadamente económicos y eficientes", dijo Maoz en marzo.

Entrevista con Tech Briefs

Tech Briefs: ¿Cuál es la significancia de este logro?

Dr. Ben M. Maoz: La significancia es mostrar prueba de concepto que podemos integrar elementos biológicos con plataformas robóticas. Más específicamente, mostramos que podemos tomar el sistema auditivo, que sirve como entrada de sonido, para navegar un robot. Aquí lo mostramos para sistema de sonido, pero abre puertas para más aplicaciones.

Tech Briefs: ¿Pretenden construir sistema que requiera oxígeno y nutrientes suministrados? ¿O intentan imitar la oreja de langosta y construir equivalente hardware?

Dr. Maoz: Este asunto es uno de los principales retos del proyecto. Tuvimos que diseñar dispositivo sofisticado que dé oxígeno y nutrientes constantes a la oreja de langosta para mantenerla viva.

Tech Briefs: ¿Tienen que renovar nutrientes? ¿Con qué frecuencia?

Dr. Maoz: Sí, nutrientes frescos deben darse a la oreja. Podemos hacerlo manualmente cada 4-6 horas o con sistema de perfusión que tenemos, que lo hace continuamente.

Tech Briefs: ¿Cómo es el sistema?

Dr. Maoz: El dispositivo es un "chip microfluídico" con canales y soportes especiales que mantienen la oreja cerca del aire, pero dentro hay líquido especial que provee nutrientes necesarios a la oreja.

Tech Briefs: ¿Qué les inspiró usar langosta?

Dr. Maoz: Fui bendecido trabajando con Prof. Yossi Yovel, experto en sonido, y Prof. Amir Ayali, experto en langostas. Así que decidimos empezar con esto, además de las grandes capacidades auditivas de la langosta.

Tech Briefs: ¿Es la aplicación de langosta más una demostración? ¿Qué se puede hacer con robot que tiene ese detector?

Dr. Maoz: Como el proyecto era tan ambicioso, quisimos empezar integrando un sentido relativamente "fácil" de comparar a sensores electrónicos (en este caso, micrófono). Ahora que sabemos que el concepto funciona, trabajamos en otras capacidades sensoriales (como olfato) mucho más desafiantes de crear con tecnología actual.

Tech Briefs: ¿Vislumbran futuro donde tecnología sea más biológica, como "Smellicopters"? ¿Ventajas de tech más biológico?

Dr. Maoz: Millones de años de evolución crearon sensores pequeños, sensibles y eficientes que no podemos imitar con tecnología actual. Por tanto, queremos usar e integrar estas asombrosas capacidades de detección con plataformas robóticas.

Tech Briefs: ¿Cuál es la próxima prueba? ¿Refinar aplicación de langosta o probar nuevas ideas con otros organismos?

Dr. Maoz: Pensamos en integrar "lo mejor de todos los mundos", que puede ser array de sensores de diferentes insectos. Esto puede incluir trabajar con un sentido de múltiples organismos, o múltiples sensores de diferentes organismos. Tras publicar el artículo, mucha gente nos contactó con ideas locas e interesantes y aplicaciones que estamos considerando.