Наука и Техника

Наука И Техника
26 июля 2015

"Бактериальный" мозг сможет управлять роботами будущих поколений

Вы наверняка уже слышали о триллионах бактерий и микроорганизмов, которые существуют в симбиозе с вашим телом, помогая поддерживать работоспособность иммунной системы, переваривать пищу и защищать организм от других болезнетворных микроорганизмов. А в будущем, благодаря работе одной из групп ученых, специализированные микроскопические организмы могут стать основой колонии, своего рода "бактериологического" мозга, который сможет управлять поведением и действием роботов, выполняющих работы определенного типа.

Группа, работающая под руководством Уоррена Рудера (Warren Ruder), доцента из Политехнического института и университета штата Вирджиния (Virginia Tech), провела расчеты ряда математических моделей, направленных на проверку работоспособности озвученной чуть выше идеи. "Мы нашли, что роботы смогут правильно функционировать и выполнять полезные действия, работая под управлением "бактериального" мозга" - рассказывает Уоррен Рудер.

Составляя свои математические модели, ученые использовали ряд известных и проверенных временем математических уравнений и зависимостей, используемых в микробиологии. Кроме этого, ученые разработали свои математические зависимости, описывающие взаимодействие модифицированных на генном уровне бактерий вида E.coli и системы управления робота.

Используя описание генных модификаций, ученые смогли смоделировать бактерии, изменяющие свой цвет от зеленого к красному в зависимости от потребленных ими питательных веществ. Затем в модель был включен виртуальный робот, оборудованный датчиком, который может определять цвет колонии бактерий. Моделируемый робот был запрограммирован таким образом, чтобы начать перемещаться с определенной скоростью и в определенном направлении, беря в качестве исходных данных цвет и интенсивность цвета бактерий.

В одном из моделируемых экспериментов бактерии привели робота прямо к источнику их пищи, что можно считать первым несомненным успехом. А с практической точки зрения такие роботы, снабженные бактериальным мозгом, могут самостоятельно находить разливы различных веществ, к примеру, нефтепродуктов или чистой нефти, и выпускать бактерий другого вида, которые очищают окружающую среду от этих разливов.

Следующими шагами, которые намерены предпринять ученые, станет перевод их экспериментов из виртуального пространства математических моделей в реальное пространство лабораторных условий. Для этого ученым потребуется вырастить реальные колонии модифицированных бактерий и изготовить специализированного робота, что не так уж и сложно с учетом нынешнего уровня развития этих технологий. А то, что у них получится в результате реальных экспериментов, мы сможем увидеть немного позже.