Das Ausnutzen der Eigenschaften selbst komplexer Lebensformen zur Überwindung menschlicher Grenzen war schon immer eine gängige Praxis. Kanarienvögel in den Minen. Schweine für Trüffel. Jagd- und Drogenhunde. Sogar Quallen. Die nächste Phase (mit all ihren ethischen Einschränkungen) ist noch invasiver.
Wir nähern uns zum Beispiel einer Ära, in der eine Cyborg-Heuschrecke kontrolliert wird, um Bomben und Sprengstoff auszuspähen. Noch wenige technische Probleme zu überwinden und ihre Verwendung werden vom Bereich der Science-Fiction zum Bereich der Realität übergehen.
Cyborg Locust: die noch offenen Fragen und die Antworten auf aktuelle Forschungsergebnisse
Gibt es eine Möglichkeit, die Cyborg-Heuschrecke zu lenken und ihr zu "sagen", wo sie schnüffeln soll? JA
Und da Heuschrecken (noch) nicht sprechen können, gibt es eine Möglichkeit, das Gehirn dieser Insekten zu lesen und zu wissen, was sie riechen? JA
Können Heuschrecken überhaupt Sprengstoff riechen? Noch Ja.
Die Antwort auf die ersten beiden Fragen stammt aus früheren Forschungen der Washington University. Ich habe dir hier davon erzählt. Untersuchungen haben sowohl die Fähigkeit gezeigt, Heuschrecken zu kontrollieren, als auch die Fähigkeit, ihr Gehirn sozusagen zu lesen, um zu erkennen, was sie riechen.
Die Antwort auf die dritte Frage kommt heute dank neuer Forschungsergebnisse der McKelvey School of Engineering.
Entführen Sie eine Heuschrecke
In einem Vorversuch online veröffentlicht am 6. August in der Zeitschrift Biosensors and Bioelectronics: X.Die Forscher zeigten, wie sie das Riechsystem einer Heuschrecke entführen konnten, um verschiedene explosive Gerüche innerhalb weniger hundert Millisekunden nach der Exposition zu erkennen und zu unterscheiden.
Das Team konnte auch ein zuvor entwickeltes biorobotisches Erkennungssystem optimieren. Ein System, das in der Lage ist, die Neuronen der Cyborg-Heuschrecke zu erkennen und diese Informationen zu übertragen, um die Gerüche zu codieren, die die Heuschrecken wahrnahmen.
"Wir wussten nicht, ob sie den Sprengstoff riechen oder erkennen können, weil sie keine signifikante ökologische Bedeutung haben", sagt er. Barani Raman, Professor für Biomedizintechnik. "Es war möglich, dass sie sich nicht um die Signale kümmerten, die für uns in diesem speziellen Fall von Bedeutung waren."
Wie man die Nase der Cyborg-Heuschrecke versteht
Il frühere Arbeiten in Ramans Labor führte zu einer Entdeckung: Das olfaktorische System der Heuschrecken konnte als logische „und / oder“ Operation dekodiert werden. Auf diese Weise konnten die Forscher feststellen, was eine Cyborg-Heuschrecke in verschiedenen Kontexten „riecht“.
Einige explosive Dämpfe wurden durch ein Loch in einer Kiste freigesetzt, in der sich die Heuschrecke befand und die auf einem kleinen Fahrzeug platziert war. Während die Heuschrecke herumgeschubst und an verschiedenen Konzentrationen von Dämpfen gerochen wurde, untersuchten die Forscher ihre geruchsbedingte Gehirnaktivität.
Mit dieser Methode konnten die Forscher die Reaktionen der Heuschrecke auf die Exposition gegenüber TNT-, DNT- und Ammoniumnitratdämpfen katalogisieren. Die Verbindung machte aufgrund der verheerenden jüngsten Katastrophe in Beirut leider Schlagzeilen. "Überraschenderweise", sagte Raman, "konnten wir deutlich sehen, dass Neuronen auf verschiedene Sprengstoffe unterschiedlich reagierten."
Mit diesen Daten erstellte das Team ein wahres olfaktorisches "Wörterbuch" von Sprengstoffen für die Cyborg-Heuschrecke.
Wenn eine einzelne Heuschrecke in einer komplexen Umgebung einen verteilten Geruch erkennen und lokalisieren kann, kann ein Schwarm dies noch besser. Das Forschungsteam führte spezifische Experimente durch und stellte fest, dass "die Verwendung von mehr Organismen zu einem effizienteren Nachweis verschiedener Chemikalien führen würde".
Sobald festgestellt wurde, dass Heuschrecken verschiedene Sprengstoffe erkennen und unterscheiden können, ist der schwierigste Teil: die Suche nach einer Bombe. Um nach einer Bombe zu suchen, musste eine Heuschrecke wissen, aus welcher Richtung der Geruch kam.
Phase zwei des Experiments
Sie wissen, wenn Sie sich in der Nähe der Bar befinden und der Geruch von Kaffee stärker ist, während Sie sich weniger fühlen, wenn Sie weiter entfernt sind? Hier ist es. Das ist ziemlich genau das, was Wissenschaftler versucht haben, in der Cyborg-Heuschrecke zu bewerten.
Wie Sie wissen, wurden die explosiven Dämpfe durch ein Loch in der Kiste freigesetzt, in dem sich die Heuschrecke in einem winzigen Fahrzeug befand. Während die Heuschrecke herumgeschoben wurde, berücksichtigte die "Karte" der Gerüche auch die Unterschiede in Entfernung und Konzentration.
Der nächste Schritt bestand darin, das System für die Übertragung der Gehirnaktivität des Heuschrecken zu optimieren.
Das Team Shantanu Chakrabartty e Srikanth Singamaneni konzentrierte sich auf die Breite der olfaktorischen Erfahrung. Ankunft, um jeden Geruch innerhalb von 500 Millisekunden perfekt zu kodieren.
"Wir können jetzt die Elektroden implantieren und die Heuschrecken in reale Szenarien transportieren", sagte Raman.
