Forskere bruger græshopper til at opdage eksplosive kemiske dampe

Året var 2016 og overskrifterne talte om noget der hedder cyborginsekter og reflekterede over en gren af ​​teknologien kaldet biorobotics.

Washington University i St. Louis har lavet nyheder med deres forskningsindsats for at bruge cyborg-insekter som biorobotiske sensormaskiner. Oversættelse:Universitetsingeniører ønskede at se, om de kunne udnytte lugtesansen i græshopper til sansesystemer, der kunne bruges af afdelinger som f.eks.

Barani Raman, en lektor ved Washington Universitys biomedicinske teknik, og hans team har studeret, hvordan sensoriske signaler modtages og behandles i græshoppernes hjerner. Grundlæggende lugtebehandling hos græshopper var i søgelyset; Raman fokuserede på, hvordan sensoriske signaler modtages og behandles i deres relativt simple hjerner, og hans team lavede en cyborg-sniffer.

Spol frem fra 2016 til mandag. Ny Forsker rapporterede, at cyborggræshopper er blevet konstrueret til at opsnuse sprængstoffer.

Sådan fungerer systemet:Bombesnusende græshopper er udstyret med rygsække. De er konstrueret til at overføre data for at afsløre eksplosive kemikalier. Signalerne overføres trådløst til en computer fra deres påsatte rygsække.

Igen, det var prof. Raman og kolleger ved Washington University i St. Louis, præsenteret denne gang for at have udnyttet "de lugtesanser Schistocerca americana , at skabe bombesniffer, forene sensorer fra en græshoppe med elektronik. Donna Lu rapporterede ind Ny videnskabsmand at disse små lette sensorrygsække monteret på græshopperne "var i stand til at optage og trådløst overføre den elektriske aktivitet næsten øjeblikkeligt til en computer."

Hvad giver insekter en særlig fordel ved at opsnuse farlige systemer?

Ny videnskabsmand :Overvej olfaktoriske receptorneuroner i antennerne. De opfanger kemiske lugte i luften. De sender elektriske signaler til en del af insekthjernen kendt som antennelappen. Hver græshoppeantenne har cirka 50, 000 af disse neuroner.

I deres test, holdet implanterede små elektroder i insekternes antennelapper og pustede dampe af forskellige eksplosive materialer. De ikke-eksplosive kontroller var varmluft og benzaldehyd. Dampe af forskellige eksplosive materialer pustet ind i antennerne inkluderede TNT og DNT.

"Det sidste trin var at udstyre græshopper med en sensor-"rygsæk", som kunne optage og overføre deres neurale aktivitet i realtid til en computer, hvor det ville blive fortolket, " sagde ZME Videnskab.

Hvad var testresultaterne? Optagelser af neural aktivitet fra syv græshopper var omkring 80 procent nøjagtige,

"Græshoppernes hjerner fortsatte med at opdage sprængstoffer med succes op til syv timer efter at forskerne implanterede elektroderne, før de blev trætte og til sidst døde, " sagde Lu.

Ikke kun det, og også imponerende:"Græshopperne var i stand til at opdage, hvor den højeste koncentration af sprængstoffer var, når holdet flyttede platformen til forskellige steder, " sagde Ny videnskabsmand .

Papiret "Eksplosiv sensing med insektbaserede biorobotter" er oppe på preprint-serveren bioRxiv. Forfatterne udtalte, at "Vi demonstrerer en bio-robotisk kemisk sansningstilgang, hvor signaler fra en insekthjerne bliver direkte brugt til at detektere og skelne forskellige eksplosive kemiske dampe."

De sagde i deres papir, at de mente, at deres tilgang ikke var så forskellig fra 'kanariefuglen i en kulmine' tilgang, "hvor hele organismens levedygtighed bruges som en indikator for fravær/tilstedeværelse af giftige gasser."

© 2020 Science X Network