Zdalnie sterowane karaluchy "cyborgi" torują drogę dla przyszłych technologii biohybrydowych

Proszę sobie wyobrazić sterowanie karaluchem z precyzją zdalnie sterowanego samochodu. Choć brzmi to niedorzecznie, nie jest to science fiction - to prekursor technologii cyborgów. Naukowcy opracowali system sterowania, który wykorzystuje układ nerwowy owada, zapewniając bezprecedensową dokładność w kierowaniu jego ruchami.

Wykorzystując zrównoważoną ładunkowo dwufazową stymulację elektryczną https://relatyv.com/learn/everything-you-need-to-know-about-biphasic-electrical-stimulation/naukowcy zwiększyli precyzję lokomocji u badanych. Mówiąc prościej, dwufazowa stymulacja elektryczna ze zrównoważonym ładunkiem to technika, która dostarcza impulsy elektryczne z naprzemiennymi fazami dodatnimi i ujemnymi, aby uniknąć gromadzenia się ładunku na styku elektroda-tkanka. Pomaga to zminimalizować uszkodzenia tkanek i zapewnia bezpieczniejszą, bardziej niezawodną stymulację w czasie. Natomiast stymulacja jednofazowa https://ieeexplore.ieee.org/document/10051226 dostarcza impulsy elektryczne w jednej polaryzacji (dodatniej lub ujemnej), co często prowadzi do gromadzenia się ładunku w tkance owada.

W badaniu skupiono się na karaczanach syczących z Madagaskaru. Zostały one wyposażone w specjalnie zaprojektowany bezprzewodowy plecak kontrolny zdolny do dostarczania wysoce precyzyjnych dwufazowych sygnałów analogowych do cerci (sparowanych wyrostków na odwłoku owada). Taka konfiguracja pozwoliła na sterowanie w czasie rzeczywistym z 96,25% skutecznością w sterowaniu kierunkowym, przewyższając sygnały jednofazowe, które osiągnęły 76,25% skuteczności.

Ten mechanizm równoważenia ładunków zapewnia stabilność interakcji elektrofizjologicznej. Nie tylko zmniejsza ryzyko uszkodzenia tkanek (jak wspomniano wcześniej), ale także umożliwia bardziej spójną kontrolę w czasie. Implikacje są nieograniczone - zastosowania owadów cyborgów w złożonych środowiskach, w szczególności w dziedzinach takich jak nadzór miejski, monitorowanie środowiska oraz operacje poszukiwawczo-ratownicze. Parametry stymulacji będą dalej optymalizowane w przyszłych badaniach, ale miejmy nadzieję, że ta technologia będzie wykorzystywana wyłącznie do celów etycznych, gdy (i jeśli) stanie się bardziej popularna.