Domů     Hmyzí kyborgové: Záchranáři i špioni budoucnosti!
Hmyzí kyborgové: Záchranáři i špioni budoucnosti!
18.1.2017

Zástupci hmyzí říše tvoří zhruba 75 % veškerého života na Zemi a inženýrům na poli robotiky jsou inspirací už dlouhá léta. Snaha přeměnit tyto zdánlivě jednoduché organismy v poslušné a ovladatelné biologické stroje trvá přinejmenším dvě poslední dekády.

Využití mohou mít broučí roboti různé – od záchranářských akcí po špionážní mouchy jako z filmů Jamese Bonda.

Důvodů, proč jsou právě brouci vynikajícími pokusnými a výzkumnými objekty pro rozvoj kybernetiky je hned několik a není pravdou, že by byli upřednostňováni jen kvůli své jednoduché anatomii.

Komplexitou organismu se podle biologa Roye Ritzmanna z univerzity Case Western v americkém Clevelandu přinejmenším vyrovnají vyšším živočichům: „Myslet si o stavbě broučího těla, že je jednoduchá, by bylo chybou.

Rozhodně není pravda, že hmyz bereme jako prosté samohybné organismy, na kterých se cvičíme, než přikročíme ke zvířatům.“

Broučí samohyb

Přední výhoda brouků spočívá v jejich otevřené oběhové soustavě, postrádající natlakované cévy, díky které se z následků operací zotavují velice rychle. Jejich pohybové a navigační systémy navíc skýtají vědcům při vytváření hmyzích kyborgů značnou výhodu.

Pokud například šváb opatřený kontrolními implantáty narazí na překážku, není nutné, aby se ji zdlouhavě učil vyhodnocovat a překonávat na základě stovek počítačových výpočtů a algoritmů. Ovládací systém se prostě v jistém smyslu uvolní a brouk ji překoná sám.

Živé baterie

Hmyz je jak známo schopen přepravovat značná břemena. Mravenci kupříklad podle poslední studie vědců ze Státní univerzity v Ohiu dokáží unést až 5000krát tolik, co sami váží.

V případě robotiky se však počítá každý miligram a nošení objemné baterie k napájení elektroniky nadbytečné váze pochopitelně přidává. Jedním z řešení je proměna brouků samotných v malé biomechanické baterie za využití jejich vlastního metabolismu.

Při štěpení cukrů vznikají například v těle švábů coby vedlejší produkt elektrony, které se vědci snaží usměrnit k napájení implantovaného zařízení.

Proud je to sice zhruba desetmilionkrát slabší, než by bylo potřeba k rozsvícení 100 wattové žárovky, ale použité přístroje jsou rovněž mikroskopické povahy, takže nejde o nijak závratnou propast.

Pohyb na povel

Dřívější pokusy vědců o vytvoření poslušných broučích robotů se zaměřovaly především na kontrolu jejich pohybu prostřednictvím elektrické stimulace mozků či antének. Tyto způsoby zapojení se však ukazují jako nepříliš spolehlivé.

Ačkoliv vědci dokáží přimět pokusný hmyz k letu, kontrolu nad rychlostí a způsobem pohybu se jim udržet nepodaří. V nové studii se proto pokoušejí o jiný přístup.

Namísto mozkovem se Hirotaka Sato a další mechaničtí inženýři z Nanyagské technické univerzity v Singapuru tentokrát soustředí přímo na svalstvo broučích končetin.

Pomocí osmi separátních konexí dokáží ovládat přední nožičku afrického brouka druhu Mecynorrhina torquata co do polohy i natažení.

Jakmile se jim podaří aplikovat celý postup na všechny končetiny najednou, půjde podle nich simulovat přirozený pohyb a první „hmyzí kyborg“ bude na světě.

Špioni a letadla

Podrobné studium a pochopení mechaniky broučího těla otevírá dveře celé paletě využití malých pomocníků.

Agentura DARPA amerického ministerstva obrany se už nyní zaobírá napodobením hmyzího vertikálního vzletu a přistání pro novou řadu létajících strojů, stejně jako vývojem potenciálních broučích špionů nesoucích titěrné bezdrátové kamery.

Díky své nebývalé schopnosti překonávat překážky by kontrolovaní hmyzí roboti našli své uplatnění i při prohlížení sutin a pátrání po zasypaných obětech. Takový přelom nás však ještě čeká.

Foto: infintespider.com, wired.com, wikia.org, wikipedia.org
Související články
Věda a technika
Od šarlatánství k vědě: Těžké začátky meteorologie
Meteorologie v polovině 19. století prošla významnou proměnou. Stala se organizovanou veřejnou službou, ovlivňující chod celého státu, od zemědělství po veřejnou bezpečnost. Jedinou její chybičkou bylo, že se na předpovědi nedalo vůbec spoléhat. To se mělo změnit až s příchodem první světové války. Po Velké Británii zahájily činnost národní meteorologické služby také v dalších státech světa a […]
Věda a technika
Není akné jako akné: Zpozorněte zejména v létě
Kromě běžného akné, které se vyskytuje především v době puberty v důsledku prudkých hormonálních změn, existuje však též takzvané kosmetické akné, které vzniká v důsledku používání některých mastných krémů. Často se tak děje ve snaze zamaskovat již vzniklé vřídky. Stejně tak, jako některé kosmetické prostředky mohou situaci s akné zhoršit, existují pak samozřejmě i takové, […]
Věda a technika
6 nejbizarnějších vozidel
Kabina, sedačky, volant a nejčastěji 4 kola. Auta či vozidla však nemusejí vypadat vždy takto! Jaké nejbláznivější nápady vznikly v hlavách designérů a techniků, ale nakonec se neujaly? 1/ Přidat kola! OctoAuto (1911) Na počátku 20. století jsou silnice samá díra. Auto se špatně ovládá a kola dostávají zabrat! „Čtyři jsou málo,“ domnívá se americký […]
Věda a technika
Zázračné helium: Proč nám mění hlas?
Zatmění Slunce roku 1868. Událost, kterou si nemůže žádný hvězdář nechat ujít. Francouzský astronom Pierre Janssen (1824–1907) není výjimkou. Jako první si všimne žluté spektrální linie. Neznámý prvek dostane jméno po bohu Slunce, Héliovi. Potrvá ještě 27 let, než skotský chemik William Ramsay (1852–1916) izoluje plynné helium na Zemi. Dost by se podivil, jak se […]
reklama
lifestyle
Tragédie Petra Lébla: Život ukončí v divadelním provazišti
Jak se vypořádat s koncem představení? Příběh režiséra, který zvolil ticho před koncem.   Divadlem zní bouřlivý potlesk. Diváci nadšeně tleskají, herci se uklánějí. Další úspěšná repríza. Když naposledy zajede opona, herci shazují masky a odcházejí domů, diváci se trousí do divadelního baru a domů. Na místě zůstává jen jeden muž. Objeví ho až následující […]
Skladatel Karel Svoboda: Poslední výstřel autora slavného muzikálu Dracula
Stal se největším českým hitmakerem 20. století. Byl dvorním skladatelem Karla Gotta, autorem hudby k filmovému muzikálu Noc na Karlštejně i jedním z duchovních otců slavného muzikálu Dracula. Co vedlo legendu k tomu, že proti sobě namířil zbraň a zmáčkl spoušť?   V životě je vždycky něco za něco. Jeho písně si notuje minimálně půlka světa, na konto mu […]
Dvě tváře boxerské legendy
Každý sport má své hvězdy a má také pár legend. Vedle nesmrtelného Muhammada Aliho k nim bezesporu patří i Železný Mike, šampion těžké váhy Michael Tyson. Do nejvybranější společnosti boxerských superstar vstoupil tím, že se jako jediný dokázal stát mistrem světa současně v soutěži tří nejvýznamnějších boxerských asociací WBA, WBC i IBF. O pár let […]
Historie nejslavnější panenky: Barbie vznikla s feministickým podtextem
Panenka Barbie se původně zrodila proto, aby byla pro malé holčičky vzorem úspěšné ženy. Měla jim umožnit si při hře představovat různé možnosti budoucí kariéry. Píšou se 50.  léta 20. století a Američanka Ruth Handlerová (1916–2002) není spokojená s výběrem hraček pro svoji dceru. Vadí jí, že zatímco její syn si při hře může představovat, […]
záhady a tajemství
Prostějovská Starorežná: Skutečně stál u jejího původu samotný čert?
Co se počátků prostějovského lihovarnictví týče, legenda praví, že kdysi Lucifer vyslal jednoho z čertů na Hanou, aby tam lovil lidské duše. Pekelný posel obcházel hanácká města a vsi, ale nejprve se mu práce nějak nedařila… Konečně úpis! Až v jedné vsi u Prostějova se na něj konečně usmálo štěstí. Našel totiž bohatou selku, která […]
Zločin, rebelie a role zlodějů: Jan Révai mezi žoldnéři a gangstery
Jan Révai si po zkušenostech z vězení zahraje hned několik postav spojených s kriminálním prostředím. V hongkongském akčním filmu Hun shen shin dan hraje parťáka hlavního hrdiny, který se v Praze utká s žoldnéři o vzácný diamant. V muzikálu Rebelové je zase jedním z vojáků utíkajících před vstupem vojsk Varšavské dohody do Československa, kteří nakonec […]
Tajemná mystika koruny českých králů: Navždy patří svatému Václavovi
České korunovační klenoty jsou bezesporu naším národním symbolem. Největší pozornost však právem vzbuzuje koruna svatého Václava. Tu nechal v roce 1346 zhotovit Karel IV. pro svoji korunovaci českým králem, jež proběhla roku 1347. Karel IV. (1316-1378), jenž se také zabýval mystikou, zasvětil korunu svatému Václavovi, patronu české země. Koruna tak byla v podstatě určena přímo […]
Strašidelný pařížský hřbitov: Bloudí zde upírka či Bílá paní?
Père Lachaise, největší pařížský hřbitov, je prý doslova protkaný duchy a jinými tajemnými přízraky, které zde údajně často vídají i strážci hřbitova. Nelze kupříkladu přehlédnout gigantický náhrobek, jenž patřil baronce Stroganovové, manželce hraběte Demidoffa. Baronka byla vyhoštěna do Paříže a odloučena od svého manžela. Zemřela ve věku 40 let jako velmi bohatá žena. Říká se, […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Řecký salát „trošku jinak“
tisicereceptu.cz
Řecký salát „trošku jinak“
Tohle jsou všechny chutě léta. Olivy můžete nakombinovat i zelené. Místo sýra můžete udělat i variantu s tuňákem. Ingredience na 4 porce 200 g listového salátu 100 g černých oliv 150 g balkáns
Teď jsem šťastnou babičkou
skutecnepribehy.cz
Teď jsem šťastnou babičkou
Doktoři mi říkali, že nikdy nebudu máma. O to větší radost jsem měla, když mi gynekolog pověděl, že jsem ve třetím měsíci těhotenství. Bylo červencové ráno a já po dlouhé těžké noci svírala vytoužené novorozeňátko. Zdravá holčička s dolíčky na tvářích. Slzy mi radostí stékaly z očí. Pět krásných let jsme si s dcerkou užívali. Měli jsme to, o
Potrestal král významného měšťana neprávem?
historyplus.cz
Potrestal král významného měšťana neprávem?
Protestuje, že se ničím neprovinil, odmítá obvinění ze zrady. Zbytečně, Ferdinand I. se rozhodl, že udělá ze svého věrného služebníka obětního beránka! Krále neobměkčí ani Jakubův věk – 70letého starce vydá katovi…   Vzpoura českých stavů proti králi Ferdinandovi I. (1503–1564) skončila v roce 1547 debaklem. Habsburk si svůj triumf náležitě vychutná. Tvrdě potrestá hlavně
Když vás straší fóbie
panidomu.cz
Když vás straší fóbie
Může se to stát každému a není to žádná ostuda. Vždyť některou z mnoha fóbií prý trpí až deset procent z nás. Poprvé se často objeví v dětství a je následkem nějakého traumatického zážitku, třeba zranění. Často na nás své strachy přenesou rodiče, typicky strach ze zvířat nebo z odběru krve. Tyhle fóbie časem většinou
Místo veselky smutný rozchod mezi Sedláčkovou a Töpferem?
nasehvezdy.cz
Místo veselky smutný rozchod mezi Sedláčkovou a Töpferem?
Hvězda seriálu Zlatá labuť Jitka Sedláčková (63) už několik let tvoří pár se starším restauratérem Pavlem Töpferem (76). Bratra herce Tomáše Töpfera (73) dlouho vykreslovala jako svého pana Božského
Konec světa, který nepřišel
enigmaplus.cz
Konec světa, který nepřišel
Astronomické znalosti starých Mayů ohromují i dnešní vědce, stejně jako mayský kalendář, který přesně předvídá pohyby Slunce, planet, zatmění a další jevy. Tento kalendář ale končí. Znají Mayové konec
Lososová pomazánka
nejsemsama.cz
Lososová pomazánka
Ryby by se v jídelníčku měly objevovat alespoň dvakrát týdně, ať už v podobě pomazánky, zavináčů, nebo pečeného kusu masa. Ingredience: 100 g uzeného lososa 400 g Lučiny nebo jiného krémového sýra 2 šalotky (1 červená cibule) hrst klíčků (ředkvička, řeřicha) hrst nasekané čerstvé petrželky sůl pepř Postup: Zeleninu jemně nastrouháme nebo použijeme robota. Vymačkáme přebytečnou šťávu a smícháme
Monolity Pumapunku: Přesnost, která udivuje dodnes
epochalnisvet.cz
Monolity Pumapunku: Přesnost, která udivuje dodnes
V departementu La Paz najdete jednu z nejvýznamnějších archeologických lokalit Bolívie. Bývalé andské město Tiwanaku. Necelý kilometr od něj leží nejzáhadnější část – Pumapunku, v překladu Brána pumy.   Západobolivijský chrámový komplex objeví již španělští dobyvatelé. „Na jedné z plošin se tyčí mohutná brána a cosi jako okno,“ popíše nám, zřejmě jako první, jezuitský misionář Bernabé Cobo (1582–1657).
SIN Studio Gallery, nová galerie na Jungmannově náměstí v Praze, přivítala první návštěvníky
iluxus.cz
SIN Studio Gallery, nová galerie na Jungmannově náměstí v Praze, přivítala první návštěvníky
SIN Studio Gallery, známá svou jedinečnou sklářskou technologií Vitrum Vivum, přivítala návštěvníky ve své nově otevřené galerii na Jungmannově náměstí. Tato nová pobočka, která spojuje tradiční sklář
Jedovatí ohniví červi, kteří jedovatí nejsou
21stoleti.cz
Jedovatí ohniví červi, kteří jedovatí nejsou
Ta zpráva mohla vyděsit tisíce lidí, kteří zamíří v létě na Jadran. Kvůli oteplování moře se u pobřeží Černé Hory, zejména v moři u pláží v okolí Budvy, objevili mnohoštětinatci známí jako ohniví červ
Cesta za pivem Karlovarským krajem
epochanacestach.cz
Cesta za pivem Karlovarským krajem
Každý správný výlet by měl být spojený s ochutnávkou místních specialit. Pokud už vás lázeňské oplatky ničím nepřekvapí, je na čase začít objevovat chutě piv z Karlovarského kraje. Existuje zde lokálních pivovarů hned několik a je na nich krásné to, že je každý jiný. Kamkoli zavítáte, vždy vás překvapí něco nového. V Karlovarském kraji se vaří
Kvalita a design pro zdravý spánek
rezidenceonline.cz
Kvalita a design pro zdravý spánek
Noční odpočinek regeneruje tělo i mysl, zlepšuje paměť, podporuje imunitu a přispívá k lepší náladě. Kvalita spánku tedy ovlivňuje nejen zdraví, ale i produktivitu, kreativitu a sociální vztahy každého člověka. Základem každé ložnice je kvalitní a dobře umístěná postel. Její pozice by měla umožňovat pohodlný přístup z obou stran lůžka, což zamezí rušení partnera při