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I cyborg di insetti possono sembrare fantascienza, ma è un fenomeno relativamente nuovo basato sull’uso di stimoli elettrici per controllare il movimento degli insetti. Questi insetti robot ibridi, come vengono chiamati scientificamente, annunciano il futuro di dispositivi piccoli, altamente mobili ed efficienti.
Nonostante i progressi significativi compiuti, tuttavia, ulteriori progressi sono complicati dalle grandi differenze tra i sistemi nervoso e muscolare dei diversi insetti.
In un recente studio pubblicato sulla rivista eLifeun gruppo di ricerca internazionale ha studiato la relazione tra la stimolazione elettrica nei muscoli delle zampe degli insetti stecco e la coppia risultante (la forza di torsione che fa muovere la gamba).
Si sono concentrati su tre muscoli delle gambe che svolgono un ruolo essenziale nel movimento degli insetti: uno per la propulsione, uno per la rigidità articolare e uno per la transizione dalla posizione eretta all’oscillazione della gamba. Gli esperimenti hanno coinvolto i ricercatori nel mantenere fisso il corpo degli insetti stecco e nella stimolazione elettrica di uno dei tre muscoli delle gambe per produrre movimenti simili a quelli della camminata.
La ricerca è stata condotta da Dai Owaki, professore associato presso il Dipartimento di Robotica della Graduate School of Engineering dell’Università di Tohoku. Gli esperimenti sono stati condotti presso l’Università di Bielefeld, in Germania, in un laboratorio gestito dai professori Volker Dürr e Josef Schmitz.
“Sulla base delle nostre misurazioni, abbiamo potuto generare un modello che prevedesse la coppia creata quando diversi modelli di stimolazione elettrica venivano applicati al muscolo della gamba”, sottolinea Owaki. “Abbiamo anche identificato una relazione quasi lineare tra la durata della stimolazione elettrica e la coppia generata, il che significa che potremmo prevedere quanta forza di torsione genereremmo semplicemente osservando la lunghezza dell’impulso elettrico applicato.”
Usando solo poche misurazioni, Owaki e i suoi collaboratori hanno potuto applicarlo a ogni singolo insetto. Grazie a queste scoperte, gli scienziati saranno in grado di perfezionare il controllo motorio dei robot bioibridi sintonizzati, rendendone i movimenti più precisi.
Sebbene il team sappia che le proprie intuizioni potrebbero portare a dispositivi adattabili e altamente mobili con varie applicazioni, cita comunque alcune sfide chiave che devono essere affrontate. “In primo luogo, i test sui modelli devono essere implementati negli insetti che camminano liberamente e gli stimoli elettrici devono essere perfezionati per imitare più da vicino i segnali neuromuscolari naturali”, aggiunge Owaki.
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