Чипове, вдъхновени от пчелите, могат да отворят пътя към рояци микророботи
В проекта работят рамо до рамо биолози и инженери
Учени смятат, че копирането на начина, по който пчелите обработват информация, може драстично да намали размерите и енергийната консумация на навигационния хардуер и да направи възможно създаването на роботи с размерите на насекоми.
Още по темата
Пчелите успяват да се ориентират на големи разстояния без сателити, дигитални карти или външна навигационна помощ. Те разчитат на модели в небето, включително поляризацията на светлината, както и на усещането за собственото си движение, за да определят позицията си и да се връщат прецизно в кошера.
Изследователи от няколко европейски държави вярват, че тази природна способност може да промени начина, по който компютърните системи се ориентират в пространството. Според професор Андерс Микелсен от Университета в Лунд, Швеция, който координира проекта InsectNeuroNano, пчелите постигат това без каквато и да е външна инфраструктура.
Проектът, финансиран от Европейския съюз, обединява учени от университети и лаборатории в пет европейски държави. Целта им е да възпроизведат вътрешната навигационна система на пчелите под формата на компютърен чип.
Съвременните компютри вече могат да имитират насекомска навигация, но на висока цена. Дори най-леките навигационни чипове са сравнително големи и изразходват значително количество енергия.
По думите на Микелсен, един лек чип може лесно да тежи над 80 грама и да консумира повече от 7 вата електроенергия. За сравнение, една пчела тежи под един грам и мозъкът ѝ работи с по-малко от стотна от вата. Тази разлика подчертава фундаменталния контраст между биологичните и съвременните електронни системи.
Докато модерните чипове са проектирани да бъдат универсални и да изпълняват множество задачи, мозъкът на пчелата е еволюирал да решава ограничен набор от проблеми с изключителна ефективност, като навигацията е сред най-важните.
Именно този подход възприемат и учените от InsectNeuroNano. Вместо универсален процесор, те разработват чип, който изпълнява само една функция - определяне на позицията чрез анализ на светлинни сигнали и данни за движение.
Навигационната логика е директно "вградена" в хардуера, а не реализирана чрез софтуер. Този подход наподобява начина, по който мозъкът на насекомите обработва информация, и позволява системата да бъде изключително компактна и енергийно ефективна.
В проекта работят рамо до рамо биолози и инженери. Професор Елизабета Чика от Университета в Грьонинген се занимава с превръщането на биологичните открития в реални чип дизайни. Според нея природата вече е намерила оптимални решения за някои проблеми - компактни, нискоенергийни и изключително ефективни.
Сътрудничеството се оказва полезно и за двете страни. Моделите на чиповете помагат за проверка на хипотези за устройството на насекомския мозък, а биологичните наблюдения насочват инженерните решения.
Екипът вече е създал ранен прототип в лабораторни условия. Проектът ще продължи до септември 2026 г., като практическото приложение в реална среда все още е въпрос на години.
В дългосрочен план технологията може да доведе до създаването на малки, автономни роботи с размерите на насекоми. Според Микелсен това би наподобявало пчелно семейство, което обаче може да бъде управлявано и насочвано от човек.
Макар разработката да не обещава роботизирани пчели в близко бъдеще, тя показва колко тясно съвременното инженерство започва да следва решенията, открити от природата в хода на еволюцията.