Het jaar was 2016 en de krantenkoppen spraken over iets dat cyborg-insecten wordt genoemd en reflecteerden op een tak van technologie die biorobotica wordt genoemd.

Washington University in St. Louis heeft het nieuws gehaald met hun onderzoeksinspanningen om cyborg-insecten te gebruiken als biorobotische detectiemachines. Vertaling:Universitaire ingenieurs wilden zien of ze de reukzin van sprinkhanen konden benutten voor detectiesystemen die door afdelingen als binnenlandse veiligheid zouden kunnen worden gebruikt.

Barani Raman, een universitair hoofddocent aan de biomedische technologie van de Washington University, en zijn team hebben onderzocht hoe sensorische signalen worden ontvangen en verwerkt in de hersenen van sprinkhanen. Fundamentele olfactorische verwerking in sprinkhanen stond in de schijnwerpers; Raman concentreerde zich op hoe sensorische signalen worden ontvangen en verwerkt in hun relatief eenvoudige brein en zijn team maakte een cyborg-sniffer.

Fast forward van 2016 naar maandag. Nieuw Wetenschappers meldden dat cyborg-sprinkhanen zijn ontworpen om explosieven op te sporen.

Hoe het systeem werkt:Bommensnuivende sprinkhanen zijn uitgerust met rugzakken. Ze zijn ontworpen om gegevens te verzenden om explosieve chemicaliën te onthullen. De signalen worden draadloos verzonden naar een computer vanuit hun bevestigde rugzakken.

Opnieuw, het waren prof. Raman en collega's van de Washington University in St. Louis, kwam deze keer voor omdat hij gebruik had gemaakt van "de reukzintuigen van de" Schistocerca americana , om bommenzoekers te maken, het verenigen van sensoren van een sprinkhaan met elektronica. Donna Lu meldde in nieuwe wetenschapper dat deze kleine lichtgewicht sensorrugzakken die op de sprinkhanen waren gemonteerd "in staat waren om de elektrische activiteit bijna onmiddellijk op te nemen en draadloos naar een computer te verzenden."

Wat geeft insecten een speciaal voordeel bij het opsporen van gevaarlijke systemen?

nieuwe wetenschapper :Overweeg olfactorische receptorneuronen in de antennes. Ze pikken chemische geuren op in de lucht. Ze sturen elektrische signalen naar een deel van het insectenbrein dat bekend staat als de antennekwab. Elke sprinkhaanantenne heeft ongeveer 50, 000 van deze neuronen.

Bij hun testen het team implanteerde kleine elektroden in de antennekwabben van de insecten en gepofte dampen van verschillende explosieve materialen. De niet-explosieve controles waren hete lucht en benzaldehyde. Dampen van verschillende explosieve materialen die in de antennes werden opgeblazen, waren onder meer TNT en DNT.

"De laatste stap was om sprinkhanen uit te rusten met een sensor 'rugzak' die hun neurale activiteit in realtime zou registreren en doorgeven aan een computer, waar het zou worden geïnterpreteerd, " zei ZME Wetenschap.

Wat waren de testresultaten? Opnamen van neurale activiteit van zeven sprinkhanen waren ongeveer 80 procent nauwkeurig,

"De hersenen van de sprinkhanen bleven met succes explosieven detecteren tot zeven uur nadat de onderzoekers de elektroden hadden geïmplanteerd, voordat ze vermoeid raakten en uiteindelijk stierven, " zei Lu.

Niet alleen dat, en ook indrukwekkend:"De sprinkhanen konden detecteren waar de hoogste concentratie explosieven was toen het team het platform naar verschillende locaties verplaatste, " zei nieuwe wetenschapper .

De paper "Explosive sensing with insect-based biorobots" staat op de preprint server bioRxiv. De auteurs verklaarden:"We demonstreren een bio-robotische chemische detectiebenadering waarbij signalen van een insectenbrein direct worden gebruikt om verschillende explosieve chemische dampen te detecteren en te onderscheiden."

Ze zeiden in hun paper dat ze geloofden dat hun aanpak niet zoveel verschilde van de 'kanarie in een kolenmijn'-aanpak, "waarbij de levensvatbaarheid van het hele organisme wordt gebruikt als een indicator van de afwezigheid/aanwezigheid van giftige gassen."

© 2020 Wetenschap X Netwerk