Robot université Tel Aviv utilise oreille de sauterelle pour entendre et répondre au son

Un robot en développement à l'Université de Tel Aviv « entend » des signaux électriques, grâce à un capteur naturel : l'oreille d'une sauterelle morte.

Jusqu'ici, l'appel et réponse rendus possibles par un robot à oreille de sauterelle est basique. Quand un chercheur applaudit, l'oreille de la sauterelle enregistre le son et le robot avance. Quand un chercheur applaudit deux fois, le robot recule.

La démonstration, cependant, de combiner plateformes robotiques et éléments biologiques ouvre la porte à un ensemble excitant de nouvelles applications, selon le Dr Ben M. Maoz, chercheur principal du projet et professeur à la Faculté d'Ingénierie Iby et Aladar Fleischman et à l'École de Neurosciences Sagol.

« Vous pouvez imaginer toutes sortes de tâches qui aujourd'hui utilisent des capteurs animaux, qui peuvent être remplacées par de tels robots. Par exemple, comme sentir drogues et explosifs », a dit le Dr Maoz à Tech Briefs.

Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Sensors.

Aspect de l'oreille-sur-puce de sauterelle

Une puce microfluidique se connecte à une électrode d'aspiration conçue sur mesure. Le nerf auditif de la sauterelle, logé à l'intérieur de la puce, est tiré dans l'électrode d'aspiration avant l'enregistrement. L'« oreille-sur-puce » agit comme capteur et répond ensuite aux sons.

En plus de la puce personnalisée et l'électrode d'aspiration, la plateforme robotique inclut un amplificateur de signal et un système contrôleur et processeur de signal (CSPS).

L'oreille-sur-puce maintient l'oreille en vie en fournissant oxygène et nourriture à l'organe, tout en permettant aux signaux électriques d'être extraits de l'oreille de la sauterelle, amplifiés et transmis au robot.

Avec l'expert sauterelle Prof. Amir Ayali (École de Zoologie) et l'expert son Prof. Yossi Yovel (École de Neurosciences Sagol), le Dr Maoz a remplacé le microphone électronique du robot par l'oreille d'un insecte mort.

L'oreille détecte les signaux de l'environnement, dans ce cas des vibrations dans l'air. La puce spéciale convertit ensuite l'entrée insecte en celle du robot.

Ce genre d'accomplissement — un remplacement de systèmes technologiques par des biologiques — permet une meilleure sensibilité et efficacité énergétique, selon le Dr Maoz.

« Les systèmes biologiques dépensent une énergie négligeable comparée aux systèmes électroniques. Ils sont miniatures, et donc aussi extrêmement économiques et efficaces », a dit Maoz en mars.

Q&A avec Tech Briefs

Tech Briefs : Quelle est la signification de cet accomplissement ?

Dr. Ben M. Maoz : La signification de ce travail est de montrer une preuve de concept que nous sommes capables d'intégrer des éléments biologiques avec des plateformes robotiques. Plus spécifiquement, nous montrons que nous pouvons prendre le système auditif, qui peut servir d'entrée pour le son, pour naviguer un robot.

Ici nous le montrons pour le système sonore, mais cela ouvre beaucoup de portes pour plus d'applications.

Regardez un 'Smellicopter' décoller

Une vidéo Tech Briefs TV montre comment une équipe de l'Université de Washington a ajouté une antenne de mite vivante à leur drone.

Tech Briefs : Avez-vous l'intention de construire un système qui nécessite oxygène et nourriture fournis ? Ou avez-vous l'intention d'essayer de imiter l'oreille de la sauterelle et construire un équivalent matériel ?

Dr. Maoz : Cette question est l'un des principaux défis du projet. Nous avons dû concevoir un dispositif sophistiqué qui donne oxygène et nutriments constants à l'oreille de la sauterelle pour la maintenir en vie.

Tech Briefs : Devez-vous renouveler les nutriments ? À quelle fréquence ?

Dr. Maoz : Oui, de nouveaux nutriments doivent être donnés à l'oreille. Nous pouvons soit le faire manuellement après 4-6 heures, soit avec un système de perfusion que nous avons, qui peut le faire continuellement.

Tech Briefs : À quoi ressemble ce système ?

Dr. Maoz : Le dispositif est une « puce microfluidique » qui a des canaux et supports spéciaux qui maintiennent l'oreille proche de l'air, mais aussi à l'intérieur il y a un liquide spécial qui fournit les nutriments nécessaires à l'oreille.

Tech Briefs : Qu'est-ce qui vous a inspiré d'aller avec une sauterelle ?

Dr. Maoz : J'ai eu la chance de travailler avec Prof. Yossi Yovel expert son et Prof. Amir Ayali expert sauterelle. Donc nous avons décidé de commencer avec ça, en plus des grandes capacités auditives de la sauterelle.

Tech Briefs : L'application sauterelle est-elle plus une démonstration ? Que pouvez-vous faire avec un robot ayant ce genre de détecteur ?

Dr. Maoz : Puisque le projet était si ambitieux, nous voulions commencer par intégrer un sens qui sera relativement « facile » à comparer aux capteurs électroniques (qui, dans ce cas, sera un microphone). Maintenant, que nous savons que le concept fonctionne réellement, nous travaillons sur d'autres capacités de détection (comme l'odorat) qui sont beaucoup plus difficiles à créer avec la technologie d'aujourd'hui.

Tech Briefs : Envisagez-vous un futur où la technologie est plus biologique, comme « Smellicopters » ? Quels sont les avantages d'aller vers plus de tech biologique ?

Dr. Maoz : Des millions d'années d'évolution ont pu créer des capteurs petits, sensibles et efficaces que nous ne sommes pas capables d'imiter avec la technologie d'aujourd'hui. Par conséquent, nous voudrions utiliser et intégrer ces capacités de détection incroyables avec des plateformes robotiques.

Tech Briefs : Quel est le prochain test ? Est-ce pour affiner l'application sauterelle, ou essayer de nouvelles idées avec d'autres organismes ?

Dr. Maoz : Nous pensons actuellement à intégrer « le meilleur des deux mondes », qui peut être un réseau de capteurs de différents insectes. Cela peut inclure soit travailler avec un sens de multiples organismes, soit multiples capteurs de différents organismes. Après la publication de l'article, beaucoup de gens nous ont contactés avec des idées folles et intéressantes et applications que nous regardons actuellement.

Avez-vous des idées ? Que pensez-vous d'une approche plus biologique de la tech ? Partagez vos questions et commentaires ci-dessous.