Japonští vědci vyvinuli bio-hybridní systém, který „naslouchá“ kybernetickému hmyzu a řídí ho s ohledem na jeho vnitřní stav

Japonští vědci vyvinuli nový přístup k ovládání kybernetického hmyzu, který se zaměřuje na pochopení vnitřního stavu zvířete předtím, než se pokusí ovlivnit jeho pohyb.

Japonští vědci vyvinuli nový přístup k ovládání kybernetického hmyzu, který se zaměřuje na pochopení vnitřního stavu zvířete předtím, než se pokusí ovlivnit jeho pohyb. Namísto spoléhání se pouze na externí příkazy, systém monitoruje srdeční tep hmyzu, nervovou aktivitu a pohyb těla, aby určil jeho vnitřní stav a rozhodl, zda by měla být aplikována stimulace.

Pro ověření konceptu vybavil tým madagaskarské šváby lehkým nositelným batohem, který je schopen sbírat fyziologická a behaviorální data. Zařízení navádí hmyz pomocí ultrafialového světla a vibračních signálů. Algoritmy strojového učení, trénované na datech shromážděných v pěti scénářích – normální aktivita, expozice ultrafialovému světlu, expozice chemikáliím, teplo a přítomnost potravy – dokázaly identifikovat environmentální stav hmyzu s 93procentní přesností. Systém zasahuje pouze tehdy, když jsou podmínky příznivé. Pokud se tedy hmyz jeví uvolněný nebo motivovaný potravou, je k řízení pohybu použita jemná stimulace. Při detekci známek stresu nebo vyhýbání se je stimulace automaticky pozastavena.

Novou platformu vědci nazývají Insect Synergy Circuit (ISC), systém navržený tak, aby reagoval na fyziologický stav hmyzu namísto pouhého vydávání příkazů k pohybu. Integrací biologických signálů do rozhodovacího procesu umožňuje tato technologie adaptivnější formu interakce mezi strojem a organismem. Tým uvádí, že tento přístup představuje významný odklon od konvenčních systémů kybernetického hmyzu, vytvářející bio-hybridní rámec, který pracuje v souladu s přirozenými reakcemi hmyzu, namísto aby je potlačoval. Keisuke Morishima, který vedl výzkum na Osaka University School of Engineering, zdůrazňuje potřebu bio-hybridních systémů, které se dokážou přizpůsobit měnícím se podmínkám živých organismů, spíše než jen řídit jejich chování externími příkazy.

V sérii experimentů vědci testovali systém pomocí bludiště s více komorami, navrženého k vyhodnocení schopnosti hmyzu pohybovat se ve složitých prostředích. Zatímco neošetření švábi měli tendenci zůstávat v sekcích obsahujících potravu, kybernetičtí švábi vybavení platformou ISC byli schopni pokračovat v navigaci celým bludištěm, což demonstrovalo schopnost systému řídit pohyb bez potlačení přirozeného chování hmyzu. Tým věří, že tato technologie by mohla připravit půdu pro užší spolupráci mezi biologickými systémy a umělou inteligencí, umožňující pokročilé kybernetické aplikace a nové možnosti monitorování životního prostředí.