Ученые под руководством Хуай Руитуо, профессора колледжа электротехники и автоматизации Шаньдунского университета науки и технологии в восточном Китае, изучают использование робототехники на животных.
Согласно статье, опубликованной в китайском издании Journal of Biomedical Engineering, исследователи прикрепили к спине голубя солнечную панель размером примерно в половину экрана iPhone 5. Небольшая литиевая батарея, заряжаемая от панели, питала устройство управления мозгом на голове птицы, генерируя сигналы для нервной стимуляции и поддерживая беспроводную связь с базой.
С помощью такого устройства птицей можно управлять дистанционно. Исследователи отметили, что в предыдущих экспериментах голуби выполняли команды человека в течение примерно 45 минут — примерно столько же, сколько и типичный коммерческий беспилотник.
«Результаты показывают, что для животных, ведущих активный образ жизни на открытом воздухе, таких как голуби, время работы значительно увеличивается после установки системы, и они могут выполнять задачи в более отдалённых местах, не беспокоясь об истощении энергии», — написали исследователи.
О первых успешных экспериментах по управлению мозгом животных сообщали ещё в 1997 году представители японской научно-исследовательской группы в докладе на международной конференции по робототехнике. Они использовали электрические стимулы, чтобы заставить таракана двигаться по прямой линии.
С тех пор многие исследователи со всего мира присоединились к подобным экспериментам, распространив использование технологии на широкий круг животных, включая жуков, пчёл, гекконов, крыс и акул.
Поведением животных обычно управляют с помощью нейронных сигналов, генерируемых учёными, чтобы вызвать неприятные ощущения, такие как боль или страх, побуждая к немедленному действию, например, повороту направо или налево.
Для нормального функционирования генератор сигналов, компьютерные чипы и коммуникационные компоненты устройства управления мозгом требуют постоянного, стабильного энергоснабжения.
Преодоление ограничений, связанных с малым запасом энергии, является основной проблемой, препятствующей применению технологии в реальных сценариях, включая поисково-спасательные работы после стихийных бедствий и военные операции.
Команда Хуай заявила, что их система, работающая на солнечной энергии, была построена в основном из готовых компонентов. Это был не самый эффективный источник энергии, а недорогой компьютерный чип в устройстве управления мозгом также потреблял больше энергии, чем им хотелось бы.
Чтобы преодолеть возникшие проблемы, учёные разработали интеллектуальную систему управления питанием, которая внимательно следила за работой системы управления мозгом и прогнозировала потребление энергии, что повысило эффективность использования ресурсов.
Эксперименты, проведённые командой с пятью голубями, показали, что птицы могут выполнять простые приказы — например, повернуть направо или налево – с точностью 80-90%. По словам исследователей, иногда птицы не реагировали на команды из-за усталости или сильных, неожиданных отвлекающих факторов в открытой среде.
Хуай сказала, что производительность устройства может быть улучшена за счёт использования искусственного интеллекта для снижения нагрузки на сбор и вычисление данных. По её словам, более совершенные солнечные батареи также повысят скорость преобразования солнечного света в электричество.
Пекинский исследователь, изучающий использование робототехники на животных, заявил, что эта технология, для реализации которой обычно требуется хирургическое вживление проводов в мозг животного, имеет потенциальное применение в некоторых военных целях.
Некоторые из ведущих исследовательских проектов в этой области финансировались Агентством перспективных исследовательских проектов США (DARPA) и Народно-освободительной армией Китая, отметил исследователь, попросивший об анонимности из-за деликатности вопроса.
Ещё по теме: