動作中のデンドロボット:スマートフォンからハエトリグサのトラップを制御することを学びました



少し前の昨年10月、 ハエトリグサが獲物を捕まえたことをどのように覚えているかについて書きました。この略奪的な植物は、進化が可能であるものの非常に興味深い例です。それは触れると素早く反応し、「数える」方法を知っており、一種の化学的記憶を持っています。



シンガポールの科学者たちは、スマートフォンからのコマンドをリッスンするプロトタイプの「デンドロボット」を作成することで、ハエトリグサを制御する方法を考え出しました。これまでのところ、すべてが非常に単純に見えます。電極はトラップシートに接続されており、トラップシートは無線通信を介してリモートで制御されます。プロジェクトの詳細と展望-カットの下で。



そのため、さまざまな国の科学者が長い間、電子システムと生物のハイブリッドを作成しようとしてきました。このような「ロボット」は、状況によっては非常に役立ちます。あなたが覚えているなら、これらの状況の1つはフィフスエレメントに示されていました。これがこの映画のショットです。





そして、これらは単なる素晴らしいプロジェクトではなく、スペシャリストはなんとか成功を収めました。昆虫は、原則として、人が簡単に手に入れることができない人里離れた場所を探索するためにすでに使用できます。本格的な「昆虫ボット」の作成を妨げる問題はまだたくさんありますが、これらの問題は徐々に解決されています。





XiaodongChenが率いる南洋理工大学の科学者がデンドロボットのプロトタイプを作成しました。つまり、外部制御を備えたハエトリグサの一部です。「サイボーグ」となった要素は、植物の罠であり、通常の状態で開き、敏感な毛で覆われた葉の表面を獲物が不注意にさまよったときに崩壊する2つの半分です。





上記のように、ハエトリグサが数えることができることを思い出す価値があります。トラップは、犠牲者が髪の毛に2回触れた後にのみ閉じます。さらに3回触れると、消化酵素が放出され始めます。これらのタッチが存在しない場合、シートが開きます。すべての基本は、葉で起こる電気化学反応です。



科学者たちは、葉がバタンと閉まる状況をシミュレートすることにしました。彼らはあなたがフライキャッチャーをだますことを可能にする植物のための電気刺激スキームを開発しました。電極がトラップに作用すると、彼女はシートを叩きます。それぞれ(合計4つの電極があります)はシートの外側に取り付けられています。それらはポリジメチルシロキサン層で構成されています。それは基質として機能します。基礎もあります-最高の導電性スレッドのメッシュに加えて、シートの表面と電極の信頼性の高い接触を保証するヒドロゲルの層。





結局のところ、トラップは1.5Vのしきい値電圧でトリガーされます。この後、活動電位が形成されます。2つの活動電位が発生するまでの最小時間は1.2秒です。しばらくして、専門家は、長方形のプロファイルを持つ周期的な信号が活動電位を作成する最大の精度と速度を提供することを発見しました。





残念ながら、これまでのところ、これはすべて、切り取られたトラップリーフに基づいてのみ機能します。プロジェクトチームは、「サイバネティックキャプチャ」の3つのプロトタイプを開発しました。



  • 1つ目は、Wi-Fiをサポートするリーフと接続されたESP8266マイクロコントローラーです。スマートフォンのボタンを押すと、信号がマイクロコントローラーに送信されます。後者は電気信号で葉を刺激し、トラップが閉じます。
  • 2つ目は、傾斜可能な部分を備えたマニピュレータで、その端にトラップがあります。実はこれはミニチュアリフトです。
  • 3つ目は、ターゲットを移動するためのトラップです。モデルでは、これは弦の小さな重りです。


専門家は、公開自分の仕事の成果を 科学誌ネイチャーに。



ちなみに、興味深い事実-トラップの葉を持つすべての植物には、1つの共通の祖先があります。これは動物の餌を探していなかった植物です。しかし、彼のゲノムには、根だけでなく葉によっても栄養素を見つけて吸収するために使用されたいくつかの領域があったので、これらの領域は後に別のものに進化しました。同様のメカニズムが、獲物に積極的に反応する要素なしにスイレンの罠を育てる捕食性植物で発達しました。






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