روبو روش - 💡 Fix My Ideas

روبو روش

روبو روش


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

تقرير الشوائب: يأخذ RoboRoach استراحة تستحقها بعد عرض عام في مقهى في وودز هول بولاية ماساتشوستس.

تستيقظ مع الرغبة في القيام ببعض الهندسة العصبية. تفتح تررم الحشرات الخاص بك ، وتخرج خنفساء زهرة الحيوانات الأليفة ، أو عثة التبغ ، أو صرصورتك ، وتقوم بتشغيل مفتاح على ظهر الحشرة. باستخدام جهاز التحكم عن بُعد ، تبدأ في توجيه حشرتك حول الغرفة.

في حين أن هذا قد يبدو وكأنه خيال علمي ، إلا أن الحشرات التي يتم التحكم فيها عن بُعد موجودة منذ 15 عامًا. بدءًا من أواخر التسعينيات ، حققت مجموعتان من الباحثين (في جامعة طوكيو وجامعة ميشيغان) تحكمًا أوليًا في تحول الصراصير. تم تنفيذ العمل الأمريكي مع الهدف النهائي المتمثل في إنشاء "روبوتات هجينة" قادرة على القيام برصد الإغاثة في حالات الكوارث والاستطلاع. تم نشر العمل في المجلات التجارية الصغيرة وتلقى بعض الصحف ، ولكن لم يلاحظها أحد إلى حد كبير. تلاشى البحث في نهاية المطاف ، مع العلماء الذين يعملون في مغامرات أخرى.

بعد سنوات ، حققت جامعتان أخريان (كورنيل وجامعة كاليفورنيا في بيركلي) نجاحًا ملحوظًا والضغط من أجل عملهما المفهوم في مجال الخنافس والفراشات الطائرة باستخدام تصميم عصري كهربائي صغير وتقنيات جراحية مبتكرة.

رائع؟ عجيب؟ الثوري؟ البشعة؟ ذلك يعتمد على التصرف الخاص بك. ربما تكون قد استلهمت هذه الحشرات من cyborgs وتريد العمل في مثل هذه التجارب أيضًا. لسوء الحظ ، ما لم تكن في أحد مختبرات البحوث الأربعة (ما مجموعه 15 شخصًا في العالم) ، فلن تتمكن من الوصول إلى المعدات الشاملة والتمويل الحكومي المطلوب لبناء واجهة الحشرات الآلية الخاصة بك.

واجهة DIY روبوت الحشرات

يبدو غير عادل تماما؟ انت محظوظ. على مدار العامين الماضيين ، عملنا في Backyard Brains على جعل التقانة العصبية موجودة سابقًا فقط في مختبرات الأبحاث المتقدمة المتاحة للطلاب من جميع الأعمار (جيدًا ، بشكل رئيسي فوق سن 12). من خلال جعل المعدات رخيصة وسهلة الاستخدام ، فإننا نتيح للجميع إجراء تجارب عصبية وتسريع فهمنا للجهاز العصبي.

بالنسبة لمشروعنا الأخير ، أردنا تطوير "RoboRoach" منخفضة التكلفة لإظهار مبادئ التحفيز العصبي للطلاب. بدأ هذا المشروع كمهمة تصميم عليا قمنا بإدارتها ورعايتها في جامعة ميشيغان في عام 2010. لأسباب تتعلق بالتكلفة ، لم نكن نريد إنشاء دوائرنا للتحكم عن بعد من نقطة الصفر ، لذلك قمنا بتفتيش متاجر الألعاب لأصغرها وأخفها ، أرخص دائرة التحكم عن بعد يمكن أن نجد (مهمة صعبة ، ولكن شخص ما للقيام بذلك). لقد استقرنا على Hexbug Inchworm ، حيث أن الدائرة خفيفة (1 غرام) ، تعمل على 3 فولت فقط (حتى نتمكن من استخدام بطارية صغيرة تعمل بالخلايا المعدنية) ، ولديها درجتان من الحرية ، وتكلفتها 20 دولارًا فقط.

لتوجيه RoboRoach ، قمنا بإزالة الدائرة من اللعبة وقمنا بإدخال خرج وحدة التحكم في المحرك إلى هوائيات الصرصور باستخدام أسلاك فضية رفيعة جدًا (يبلغ قطرها 0.003 ″ ، أو 40 مقياسًا). يحب النسيج العصبي داخل الهوائي النبضات ثنائية الطور (نبضات + و - مربعة) ، ولكن محركات Hexbug تشغل محركاتها بالتيار المستمر (التيار المباشر). تمكنا من تحويل هذه الإشارة باستخدام الموقت الأكثر شيوعًا في الوجود ، وهو 555 (في الواقع ، ابن عم منخفض الطاقة ، 551). من خلال تكوين شريحة المؤقت في وضع مستقر ووضع مكثف على الإخراج (إزالة إزاحة العاصمة) ، تمكنا من جعل دائرة المنشط تقدم نبضات 55Hz. هذا صحيح في النطاق الذي تفضله الخلايا العصبية.

يصل وزن الحزمة الإجمالية النهائية ، والتي تشمل الموصل ، وبطارية 2016 ، ولوحات الدوائر المخصصة 551 ، ومنصة Hexbug ، إلى 7 غرامات. صرصور كبير يزن 3 غرامات يمكنه حمل ما يصل إلى 9 غرامات في تجارب مدتها 10 دقائق. حقيبة الظهر قابلة للفصل ، لذلك الصراصير يلبسها مؤقتًا فقط (عندما لا يتم توصيلها ، يكون الخلل مجانيًا في تناول الخس الطازج ، وشرب الماء ، وتكوين الأطفال ، والركض في الظلام ، وفعل ما تفعله الصراصير والتفكير فيها).

كيفية توجيه صرصور

لجعل الصراصير تدور عند الجري ، نستفيد من سلوكيات المحركات الطبيعية. تحب الصراصير الركض بجانب الحائط. عندما ينقلب هوائيهم على شيء ما ، فإنهم ينعطفون بحيث يعملون بشكل موازٍ له. هذا جزء من "آلية الهروب الخاصة بهم". تقوم النبضات ثنائية الطور بخداع الخطأ للاعتقاد بأنها شعرت بفرشاة على أحد الهوائي الخاص بها ، وذلك من خلال تحفيز الأعصاب التي تجري عادة معلومات حول الأشياء التي يلمسها الهوائي. تتسبب النبضات في إطلاق الأعصاب رسائل كهربائية (تسمى "طفرات") على الدماغ. والنتيجة النهائية هي أن الصرصور سيدور في الاتجاه المعاكس للهوائي الذي ننشطه من خلال التحفيز.

كعلماء أحياء ، يجب أن نؤكد أن الصراصير ليست روبوتات حقًا. لديهم أنظمة عصبية تعمل بكامل طاقتها والتي تظهر بعض الخصائص الرائعة مثل التعلم والتكيف. السبب في

لم يتم دفع البحث في النهاية إلى أبعد من ذلك وهو أن الحشرات تتعلم في نهاية المطاف تجاهل التحفيز. تتجاهل أدمغتنا (مثلها مثل أدمغتهم) في النهاية الأشياء التي ليس لها صلة بالسلوك (أشياء لا تؤذينا ولا تساعدنا). بعد ما يقرب من 10 تجارب تحفيز ، تقلص استجابة تحول الصراصير بشكل ملحوظ ، وتتوقف في النهاية معًا.

ولكن - إذا تم وضع الصراصير في قفصه لبضع ساعات ، فإنه ينسى وينشط التحفيز مرة أخرى. بعد حوالي أسبوع ، يتوقف التحفيز عن العمل بالكامل. لا نعرف السبب ، لكننا نشك في أنه على الأرجح بسبب التزجيج الأحيائي للأقطاب الكهربائية.

عدة RoboRoach

إلى جانب ذلك ، يسعدنا الإبلاغ عن أنه بعد عام من أعمال التطوير ، أصبح لدينا نماذج أولية وبدأنا في عرض مجموعات أدوات الصراصير للتحكم عن بعد وتوزيعها على الهواة والمدارس الثانوية والجامعات. نحن فخورون أيضًا بأن نقول إن المشروع كان ممولًا ذاتيًا بالكامل ، وأن التكلفة الإجمالية للنماذج الأولية (لا تشمل القوة الذهنية والعمل بالطبع) خلال العام الماضي كانت في حدود 1000 دولار.

هناك فوائد تعليمية حقيقية لهذه الروبوتات الحيوية. تُستخدم نفس التقنيات المستخدمة في RoboRoach في تحفيز الدماغ العميق (DBS) لعلاج مرض باركنسون وزرع القوقعة لاستعادة السمع في الصم. هذه الأجهزة السريرية لا تزال خامًا نسبيًا ولديها مجال للتحسين. إذا عمل المزيد من المهندسين الشباب وعلماء الأحياء على مشاكل الواجهات العصبية ، فقد تحدث نهضة في التكنولوجيا العصبية وعلاج آلام الجهاز العصبي.

نأمل أن يصبح ما كان يتعين علينا إنفاقه على أموال دافعي الضرائب وسنوات من وقتنا في مدرسة الدراسات العليا للدراسة (أي فيزيولوجيا الفسيولوجيا العصبية في دماغ الثدييات) متاحًا ومعارف المدارس الثانوية الشائعة على مدار العشرين عامًا القادمة.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد ، فيرجى زيارتنا على roboroach.backyardbrains.com.



قد تكون مهتمة

صناع التحضير لاقامة أول صانع في الكويت

صناع التحضير لاقامة أول صانع في الكويت


هذا غريب (إنترنت) الأشياء جدار يتلقى رسائل من هاتفك

هذا غريب (إنترنت) الأشياء جدار يتلقى رسائل من هاتفك


مقارنة نفس التصميم ملفقة مع خيوط الطباعة ، الراتنج ، و cnc

مقارنة نفس التصميم ملفقة مع خيوط الطباعة ، الراتنج ، و cnc


نصائح توب شوب لعام 2016

نصائح توب شوب لعام 2016






المشاركات الأخيرة