Un robot 'escucha' usando la oreja de una langosta

Un robot que se está desarrollando en la Universidad de Tel Aviv "escucha" señales eléctricas, gracias a un sensor natural:la oreja de una langosta muerta.

Hasta ahora, la llamada y la respuesta que ha hecho posible un robot con orejas de langosta es básica. Cuando un investigador aplaude, la oreja de la langosta registra el sonido y el robot avanza. Cuando una investigación aplaude dos veces, el robot retrocede.

Sin embargo, la demostración de la combinación de 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 de 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, como oler drogas y explosivos", dijo el Dr. Moaz a Tech Briefs. .

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Sensors .

Aspecto de la oreja de langosta en un chip

Un chip microfluídico se conecta a un electrodo de succión diseñado a medida. El nervio auditivo de langosta, alojado dentro del chip, se introduce en el electrodo de succión antes de la grabación. El "ear-on-a-chip actúa como un sensor y luego responde a los sonidos.

Además del chip personalizado y el electrodo de succión, la plataforma robótica incluye un amplificador de señal y un sistema de controlador y procesador de señal (CSPS).

El oído en un chip mantiene vivo el oído mediante el suministro de oxígeno y alimentos al órgano, al tiempo que permite que las señales eléctricas se extraigan del oído de la langosta y se amplifiquen y transmitan al robot.

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

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

Este tipo de logro, un reemplazo de los sistemas tecnológicos por sistemas biológicos, permite una mejor sensibilidad y eficiencia energética, según el Dr. Maoz.

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

En una sesión de preguntas y respuestas con Resúmenes técnicos a continuación, el Dr. Maoz describe el tipo de futuro que imagina con tecnología que realmente toma de la naturaleza.

Resúmenes técnicos :¿Cuál es el significado de este logro?

Dra. Ben M. Maoz :La importancia de este trabajo es mostrar una prueba de concepto de que somos capaces de integrar elementos biológicos con plataformas robóticas. Más específicamente, mostramos que podemos tomar el sistema auditivo, que puede servir como entrada para el sonido, para navegar un robot.

Aquí lo mostramos para el sistema de sonido, pero abre muchas puertas para más aplicaciones.

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Resúmenes técnicos : ¿Tiene la intención de construir un sistema que requiera suministro de oxígeno y alimentos? ¿O pretende intentar imitar la oreja de la langosta y construir un hardware equivalente?

Dra. Maoz :Este asunto es uno de los principales retos del proyecto. Tuvimos que diseñar un dispositivo sofisticado que proporcione oxígeno y nutrientes constantes a la oreja de langosta para mantenerla con vida.

Resúmenes técnicos :¿Hay que renovar los nutrientes? ¿Con qué frecuencia?

Dra. Maoz :Sí, es necesario dar nutrientes frescos al oído. Podemos hacerlo manualmente después de 4-6 horas o con un sistema de perfusión que tenemos, que puede hacerlo de forma continua.

Resúmenes técnicos :¿Cómo es este sistema?

Dra. Maoz :El dispositivo es un "chip microfluídico" que tiene canales y soportes especiales que mantienen el oído cerca del aire, pero también en su interior hay un líquido especial que proporciona los nutrientes necesarios al oído.

Resúmenes técnicos :¿Qué te inspiró a ir con una langosta?

Dra. Maoz :Tuve la suerte de trabajar con el Prof. Yossi Yovel, que es un experto en sonido, y el Prof. Amir Ayali, que es un experto en langostas. Así que decidimos comenzar con esto, además de la gran capacidad auditiva que tiene la langosta.

Resúmenes técnicos :¿La aplicación de la langosta es más una demostración? ¿Qué puedes hacer con un robot que tiene ese tipo de detector?

Dra. Maoz :Dado que el proyecto era tan ambicioso, quisimos comenzar integrando un sentido que sea relativamente "fácil" de comparar con los sensores electrónicos (que, en este caso, será un micrófono). Ahora que sabemos que el concepto realmente está funcionando, estamos trabajando en otras capacidades de detección (como el olfato) que son mucho más difíciles de crear con la tecnología actual.

Resúmenes técnicos :¿Visualiza un futuro en el que la tecnología sea más biológica, como "Smellicopters"? ¿Cuáles son las ventajas de utilizar más tecnología biológica?

Dra. Maoz :Millones de años de evolución fueron capaces de crear sensores pequeños, sensibles y eficientes que no somos capaces de imitar con la tecnología actual. Por lo tanto, nos gustaría usar e integrar estas increíbles capacidades de detección con plataformas robóticas.

Resúmenes técnicos :¿Cuál es la siguiente prueba? ¿Se trata de refinar la aplicación de la langosta o de probar nuevas ideas con tipos de organismos?

Dra. Maoz :Actualmente estamos pensando en integrar "lo mejor de todos los mundos", que puede ser una matriz de sensores de diferentes insectos. Esto puede incluir trabajar con un sentido de múltiples organismos o múltiples sensores de diferentes organismos. Después de publicar el documento, mucha gente se puso en contacto con nosotros con ideas y aplicaciones locas e interesantes que estamos analizando actualmente.

¿Tienes alguna idea? ¿Qué opinas de una versión más biológica de la tecnología? Comparta sus preguntas y comentarios a continuación.