В фильме «Пятый элемент» был эпизод, в котором один из злодеев прослушивал кабинет президента с помощью радиоуправляемого таракана. Боевик вышел в 1997 году, и только спустя 10 лет человечество достигло достаточного технического уровня, чтобы провести таракана, пока не экипированного камерой и микрофоном, по лабиринту с помощью джойстика. Летающие машины подождут, насекомые – наше будущее и настоящее.
Зачем вообще вся эта возня вокруг жуков? Не проще сделать миниатюрного робота и развивать микророботостроение? Нет. В отличие от машин живые жуки-киборги – уже готовая платформа, с помощью которой мы можем реализовать самые разные цели. Если нам нужен жук-шпион, мы навесим на него записывающую аппаратуру и запустим в логово врага. Если жук-целеуказатель – нацепим радиопередатчик. Насекомые способны перенести гораздо больше своего веса, например, жук-носорог осилит груз в 850 раз тяжелее себя. Но это даже излишне – многие датчики и сканеры легкие и ненамного превышают вес жука. Насекомые быстро восстанавливаются после критических повреждений и могут сами компенсировать утрату конечностей, чтобы сохранить возможность передвигаться. Например, если жук остается с пятью лапами вместо шести, он нагружает две конечности больше, чем другие три, чтобы передвигаться, сохраняя равновесие. Чтобы то же самое сделал робот, понадобятся хорошо обученный искусственный интеллект и мощная обратная связь от всех частей машины.
Однако и у насекомых есть минус – их жизнь в разы короче, чем у роботов, которые при должном уходе прослужат много лет. Вряд ли жуки или муравьи могут похвастаться таким долголетием. Тем не менее, затраты на создание робота, способного летать все время без подзарядки и нести на себе дополнительную электронику, пока что трудно оценить. У нас нет массового производства настолько маленьких и емких аккумуляторов, и надежные подвижные элементы, как крылья или лапки жуков, тоже пока нам недоступны, хотя работы по созданию жукообразных роботов, несомненно, ведутся.
Жуки-киборги обычно размером с монету. Фото: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, www.seas.harvard.eduПервопроходцами в сфере киборгизации насекомых стали ученые из Корнеллского университета в 2006 году. Их таракан, оснащенный радиодатчиком, прошел лабиринт под контролем своих создателей. А в 2018 году в Калифорнийском Университете жуков-голиафов заставляли летать, управляя их полетом. Причем во всех плоскостях – исследователи смогли даже заставить подопытного зависнуть в воздухе.
Пока все вокруг собирают насекомых из алюминия и пластика, Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США объявило конкурс на создание механизма управления роботом, основанного на нервной системе насекомых. У финалистов должен получиться Робокоп в мире насекомых. Приз – миллион долларов. Преимущества такого подхода очевидны: нервная система насекомых проще, чем у млекопитающих, но все еще сложнее нейросетей. Если заставить этот сгусток нейронов исполнять приказы и подключить его к механическим движущимся элементам, то можно получить машину, способную оптимально адаптироваться к окружающей среде без затрат на обучение искусственного интеллекта. Если этот эксперимент пройдет успешно, то следующим этапом будут уже земноводные или даже млекопитающие.
Радиоуправляемый таракан может не вызывать «вау-эффекта», особенно если вы фанат «Пятого элемента». Для самых невпечатлительных в 2017 году ученые из Корейского института передовых технологий провели эксперимент над черепахой. Они тестировали гарнитуру EPOC, чтобы дистанционно управлять движением черепахи. К ее мозгу подключили электроды, а на панцирь нацепили камеру. Человек получал видеоизображение с камеры и указывал черепашке, куда двигаться. Манипулировали исследователи с восприятием света – обычно черепаха идет туда, где светло. Гарнитура распознавала команды и с помощью Wi-Fi активировала устройство, которое «включало» свет справа или слева. Рептилия инстинктивно тянулась к свету и поворачивалась в нужную сторону – куда указал человек. Выяснилось, что управление возможно на расстоянии до 5 км.
Корейцы создали автономных черепах-биороботов. Фото: www.qdaily.comЧерез год в том же университете научились дистанционно управлять крысами. Принцип работы схож с «черепашьим» – в мозг вживляли электроды, и те провоцировали у грызуна ощущение жажды. К шлему подопытного прикрепляли предмет, которым можно было управлять дистанционно, перемещая вправо или влево. Именно этот предмет в сознании грызуна должен был утолить жажду, но он был совершенно недостижим – танталовы муки XXI века. Из-за манипуляций электродами крыса сосредотачивалась на предмете, игнорируя еду и сексуального партнера – главные жизненные стимулы.
Эксперимент по контролю грызунов силой мысли. Фото: www.ipon.huУже довольно долго существуют интерфейсы, подключающиеся к мозгу, инвазивно или нет. Они помогают управлять протезами, модулировать речь, набирать текст, компенсировать утрату природных способностей. В феврале этого года ученые из Чжэцзянского университета в Китае решили использовать эту технологию, чтобы контролировать крысу не пультом или джойстиком, а силой мысли. Человек надевал на себя шлем с датчиками, которые считывали мозговую активность, и думал о том, чтобы грызун двигался вперед, влево или вправо. Эта информация считывалась и отправлялась на компьютер, который посылал сигнал на электроды, вживленные в спину крысе и заставляющие ее перемещаться в нужном направлении. Управление чужим сознанием пронизывает всю современную культуру, от суеверий до фантастики, и теперь мы получили возможность указать, из какой кормушки есть грызуну, просто приподняв бровь. Конечно, текущая реализация далека от идеала, использовать ее для контроля над человеком невозможно (к счастью).
В чем практическое применение киборгов-насекомых? Насекомые развиваются довольно быстро, а электронику начинают вживлять в них на ранних этапах, и результат появляется спустя несколько дней, а не недель. Стоимость таракана, его транспортировка, разведение, содержание гораздо ниже аналогичной для млекопитающих, а их природная устойчивость ко многим химикатам и радиации и малый размер делают из них идеальных кандидатов на боевое применение в спасательных, разведывательных и исследовательских операциях. Один из предполагаемых сценариев – тараканы, оснащенные сенсорами, могут помочь на местах крушений, где под завалами находятся люди. Плюс, ученые работают, в основном, с тараканами, и вряд ли кто-то обвинит их в жестоком обращении с животными.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
