Siber Böcekler Gelecekteki Afet Kurtarma Operasyonlarında Beklenmedik Kahramanlar Olabilir
Yıkılan bir binanın veya madenin enkazı altında mahsur kalan afet kurbanları, bir gün küçük ve beklenmedik bir kurtarıcı tarafından kurtarılabilir: sırt çantası olan bir böcek.

Araştırmacılar, cyborg teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydederek, video oyun kumandası ile uzaktan yönlendirilebilen, duvarları, engelleri ve eğimli yüzeyleri tırmanabilen bir cyborg böcek türü yarattılar.

“ZoBorgs” olarak adlandırılan cyborg böcekler, Avustralya'daki Queensland Üniversitesi ve Yeni Güney Galler Üniversitesi ile Singapur'daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi'nin ortak çalışmasıyla geliştirildi.

Karanlık böceklerine (Zophobas morio) uzaktan kumanda özelliği kazandırmak için araştırmacılar, böceklerin antenlerine veya ön kanatlarına (elytra) elektrik sinyalleri gönderen ve onları farklı yönlere hareket etmeye teşvik eden bir mikroçip sırt çantası takmışlardır.

Karanlık böcekleri, larvalarının solucan benzeri şekli nedeniyle “süper solucanlar” olarak da bilinir. Bu yaratıklar dünyaya birçok yönden yardımcı olabilir. Mutfak açısından, yağ asitleri ve protein açısından zengin bir kaynak olup, Meksika ve Tayland gibi ülkelerde yaygın olarak tüketilmektedir.

Larvalar ayrıca, ambalaj malzemeleri ve tek kullanımlık çatal bıçak gibi yaygın olarak kullanılan ürünlerin yapımında kullanılan, dünyanın en yaygın plastiklerinden biri olan polistireni yemeyi çok severler. Bu, böcekler için iyi bir şey değildir, ancak bu maddeyi sindirme şeklini taklit etmek, plastik atık sorununu çözmemize yardımcı olabilir.

Vücut uzunluğu 32 milimetreye (1,26 inç) ve yüksekliği yaklaşık 8 milimetreye (0,3 inç) kadar ulaşan karanlık böcekler, küçük ve çeviktir ve robotların yapamadığı yerlerde, yani yoğun ve dağınık molozların içinde manevra yapabilmelerini sağlayan doğal yeteneklere sahiptir.

Advanced Science dergisinde yer alan yeni çalışma, böceklerin doğal yeteneklerinden yararlanıyor ve “böceğin ömrünü etkilemeden hassas yönlendirme sağlayan programlanabilir kontroller ekliyor” diyor Queensland Üniversitesi Makine ve Maden Mühendisliği Fakültesi'nden mühendis Thang Vo-Doan.

Bu programlanabilir kontroller, elektrikli dizginler gibi çalışan elektrotlara sahip bir böcek sırt çantası aracılığıyla iletilir. Antenleri uyarmak, böceğin dönmesine, yavaşlamasına veya geriye doğru yürümesine neden olur. Her iki elytra'yı uyarmak hızlanmaya veya ileriye doğru yürümeye neden olurken, tek bir elytron'u uyarmak yana doğru hareket etmeye neden olur.

Sonuç olarak, ZoBorg'lar vücut boylarına eşit engelleri yüzde 92'lik bir başarı oranıyla geçebilirler. Ayrıca, yatay yüzeylerden dikey yüzeylere %71,2'lik bir başarı oranıyla geçebiliyorlar – bu oran, önceki cyborg böcekler veya robotlar tarafından eşleştirilemeyen bir oran.

Queensland Üniversitesi'nden mühendis Lachlan Fitzgerald, “bu ölçekteki robotlar hareket kabiliyetinde büyük ilerlemeler kaydetmiş olsa da, yatay yüzeylerden duvarlara geçiş onlar için hala büyük bir zorluk” olduğunu açıklıyor. Ancak ZoBorglar için durum böyle değil.

Ayrıca, böceklerin kullanılması, araştırmacıların aktüatörler, sensörler veya kontrol sistemleri tasarlamasına gerek kalmaması anlamına geliyor. Böcekler, milyonlarca yıllık evrimsel adaptasyonlar sayesinde zaten doğal olarak bu özelliklere sahip. Bu tırmanma adaptasyonları arasında esnek, yapışkan ayak pedleri, kavrayıcı pençeler ve sert ama çevik vücut yapıları bulunuyor.

Böcekler, antenleriyle birlikte bacaklarındaki sensörleri ve dış iskeletlerindeki mekanik reseptörleri kullanarak yüzey dokuları ve titreşimler gibi fiziksel uyaranları algılarlar.

Gelecekteki gelişmeler, ivme ve diğer kuvvetler gibi gerçek zamanlı, görsel olmayan veriler sağlayan bir atalet ölçüm birimi (IMU) ekleyerek böceklerin tırmanma yeteneğini ve özerkliğini iyileştirmeye odaklanabilir.

Kompakt, hafif bir görsel kameranın eklenmesi, kontrol mekanizmalarını daha da güçlendirebilir ve arama ve kurtarma durumlarında mahsur kalan kişileri tespit etmek için gerekli olacaktır. Son olarak, burada açıklanan cyborg gelişmeleri, robotların navigasyon yeteneklerini geliştirmek için böcek benzeri duyu organlarının eklenmesi gibi robotik alanındaki yeniliklere ilham verebilir.

Özellikle, bilim adamları böceklerin refahını sağlamak için etik uygulamaları sürdürdüler. Araştırmada kullanılan diğer hayvanlara kıyasla, böcekler nispeten lüks koşullarda yaşadı, buğday kepeği yataklarda uyudu ve taze elma dilimleri yedi. Deneylerin ardından, üç aylık ömürlerinin geri kalanında bakım gördüler.

Bu çalışma, cyborg biliminin önemli adımlar attığını göstermektedir. Henüz bilim kurgunun vaat ettiği robotik organlar olmayabilir, ancak bir cyborg böcek de hayat kurtarabilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.

Fizikist
Türkiye'nin Popüler Bilim Sitesi

0 yorum