Дендробот в действии: ловушкой венериной мухоловки научились управлять со смартфона

Венерина мухоловка — интересный пример того, на что способна эволюция. Растение быстро реагирует на прикосновения, умеет «считать» и обладает своеобразной памятью. Сингапурские ученые научились управлять мухоловкой со смартфона, создав прототип «дендробота». О подробностях проекта и перспективах — в материале Selectel.

Ученые из разных стран уже давно пытаются создать гибрид электронных систем и живых существ. Такие «роботы» могут быть крайне полезны в некоторых ситуациях. Одна из них была показана в «Пятом элементе», если помните.

И это не просто фантастические проекты, кое-каких успехов специалистам удалось достичь. Насекомых уже можно использовать для изучения укромных уголков, куда непросто добраться человеку. Есть еще много препон, которые мешают создать полноценного «инсектобота», но эти проблемы постепенно решаются.

Ученые из Наньянского технологического университета под руководством Сяодуна Чэня (Xiaodong Chen) создали прототип дендробота. А именно — часть венериной мухоловки с внешним управлением. Элемент, который стал «киборгом», — ловушка растения. Те самые две половинки, которые раскрываются в обычном состоянии и схлопываются, когда добыча беспечно бродит по поверхности листков, укрытых чувствительными волосками.

Стоит напомнить, что венерина мухоловка умеет считать. Ловушка захлопывается лишь после двух касаний жертвы к волоскам. Если произошло еще три касания, начинают выделяться пищеварительные ферменты. Если этих касаний нет, то лист раскрывается. Основа всего — электрохимические реакции, происходящие в листе.

Ученые решили смоделировать ситуацию, при которой лист захлопывается. Они разработали схему электростимуляции растения, которая позволяет обмануть мухоловку. Та захлопывает лист при действии электродов на ловушку. Каждый из них (всего электродов четыре) крепится на внешнюю сторону листа. Они состоят из полидиметилсилоксанового слоя, который выполняет роль подложки. Есть еще основа — сетка из тончайших электропроводных нитей и слой гидрогеля, который обеспечивает надежный контакт электродов с поверхностью листа.

Как оказалось, ловушка срабатывает при пороговом напряжении в 1,5В. После этого образуется потенциал действия. Минимальное время между возникновением двух потенциалов действия — 1,2 секунды. Спустя некоторое время специалисты выяснили, что периодический сигнал с прямоугольным профилем обеспечивает максимальную точность и скорость создания потенциалов действия.

К сожалению, пока все это работает лишь на основе отрезанного листа-ловушки. Команда проекта разработала три прототипа «кибернетических захватов»:

Результаты своей работы специалисты опубликовали в научном журнале Nature Electronics.

Кстати, интересный факт: у всех растений с листьями-капканами — один общий предок. Это растение, которое не охотилось на животную пищу. Но в его геноме были некоторые участки, которые использовались для обнаружения и усвоения питательных веществ не только корнями, но и листьями, так что эти участки эволюционировали в нечто иное. Аналогичный механизм развился и у растений-хищников, которые отращивают капканы-кувшинки без активно реагирующих на жертв элементов.

Подписывайтесь на блог Selectel, здесь интересно.