Sistema informático híbrido de insectos para operaciones de búsqueda de desastres

Sistema híbrido de insectos-computadora. a, El sistema híbrido consta de una cucaracha silbante de Madagascar viva y un controlador de mochila inalámbrico. La navegación autónoma se habilita mediante la estimulación eléctrica del sistema sensorial del insecto, y la cámara de infrarrojos permite la detección humana en el dispositivo por clasificación de imágenes. b, El programa de navegación establecido funciona en armonía con la capacidad natural de la locomotora de insectos para lidiar con el entorno desconocido durante las misiones de exploración de insectos. Al controlar la estimulación (indicada por las flechas rojas), el algoritmo dirigió con éxito al insecto a través de obstáculos para alcanzar objetivos predeterminados. La navegación utiliza solo datos de la unidad de medición de inercia a bordo para predecir y prevenir posibles estados de falla en la navegación (marcados con un símbolo de advertencia). Fuente: arXiv: 2105.10869 [cs.RO]

Un equipo de científicos afiliados a instituciones en Singapur, China, Alemania y el Reino Unido ha desarrollado un sistema híbrido de insectos-computadora para su uso en operaciones de búsqueda posteriores a un desastre. Escribieron un artículo que describe su sistema, que ahora está alojado en el servidor de preimpresión arXiv.

Debido a la frecuencia de desastres naturales como terremotos, incendios e inundaciones, los científicos han buscado mejores formas de ayudar a las víctimas atrapadas entre los escombros: las personas que escalan los restos de naufragios son peligrosas e ineficaces. Los científicos han notado que las criaturas pequeñas como los insectos se mueven mucho más fácilmente en tales condiciones y se han propuesto la tarea de utilizar algún tipo de cucaracha como buscador que ayuda a los esfuerzos humanos.

El sistema que inventaron combina la microtecnología con las habilidades naturales de una cucaracha viva y silbante de Madagascar. Estas cucarachas son conocidas por sus tonos de cuerpo marrón oscuro y negro y, por supuesto, por el silbido que hacen cuando están molestas. También son una de las pocas cucarachas sin alas, lo que las convierte en buenas candidatas para llevar una mochila.

La mochila creada por los investigadores constaba de cinco placas de circuito impreso interconectado, que admite cámara de infrarrojos, chip de comunicación, CO2 sensor, microcontrolador, memoria flash, Convertidor DAC e IMU. Luego se le colocó una mochila llena de dispositivos electrónicos a la cucaracha. Los investigadores también implantaron electrodos en la piel de la cucaracha, apéndices en forma de antena a cada lado de su cabeza. En su estado normal, la cucaracha usa su piel para sentir lo que se encuentra en su camino y usa esta información para tomar decisiones de giro a la izquierda o a la derecha. Cuando los electrodos están en su lugar, mochila puede enviar muy pequeñas descargas eléctricas a la piel derecha o izquierda, lo que hace que la cucaracha gire en la dirección deseada.

La prueba consistió en colocar la cucaracha en un lugar específico y tratar de encontrar a una persona cerca. El destino general fue preprogramado en el hardware y luego el sistema se colocó en un escenario de prueba donde se movió de forma autónoma utilizando la guía del sensor para llegar a la persona que actúa como víctima de la prueba. Los científicos descubrieron que su sistema podía localizar a la persona de prueba en el 94% de los casos. Planean mejorar su diseño para utilizar el sistema en operaciones de rescate reales.


Cucarachas diseñadas para seguir instrucciones mediante estimulación nerviosa inalámbrica

Más información:
Sistema híbrido informático-insecto para una misión autónoma de búsqueda y rescate, arXiv: 2105.10869 [cs.RO] arxiv.org/abs/2105.10869

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