Hyönteismäistä keveyttä ja laskentakykyä

Toyota Central R&D Labsin tutkijat ovat äskettäin luoneet hyönteisen kokoisen lentorobotin, jolla on räpyttelevät siivet ja joka toimii langattomalla radiotaajuusteknologialla.

Takashi Ozakin ja hänen kollegoidensa äskettäisen tutkimuksen päätavoitteena oli saada käyttötehoa hyönteisen kokoiselle lentävälle robotille käyttäen langatonta tehosiirtoa.

Tutkijoiden laite saa virtansa kolmen 5 GHz:n dipoliantennien ja niiden tasasuuntaajien kautta. Erittäin kevyt tehomuunnoselektroniikka tuottaa satavolttiset jännitteet siipien kuudelle pietsotoimilaitteelle.

Tutkijoiden mukaan 245 milligramman painoinen RF-tehomuunnososa voi vastaanottaa ja käsitellä yhden watin verran tehoa RF-kaukokentän sähkömagneettisista aalloista. Sen teho-painotiheys (4 900 W kg -1) on huomattavasti suurempi kuin kaupallisten litiumpolymeeriakkujen, joilla on vastaava massa.

Lentotoimintaan on valittu toisiaan vasten räpyttelevät siivet. Näin päästään elävien hyönteisten teho-painosuhteen tehokkuuteen. Kokonaisuudessaan lentorobotti painaa vain 1,8 g, joten se on yli 25 kertaa kevyempi kuin muut aiemmin kehitetyt radiotaajuuskäyttöiset mikrokokoiset ajopelit.

Hyönteisten navigointi ei aina suju suunnitellusti kun esimerkiksi voimakas tuuli ohjaa niitä väärään suuntaan.

Se, kuinka aivot laskevat eläimen kulkusuunnan, kun pää osoittaa yhteen suuntaan ja ruumis liikkuu toiseen, on neurotieteen mysteeri.

Uusi Rockefellerin yliopistossa tehty tutkimus edistää merkittävästi tämän mysteerin ratkaisemisessa raportoimalla, että kärpäsen aivoissa on joukko neuroneja, jotka viestivät suunnan, johon keho liikkuu, riippumatta siitä, mihin suuntaan pää osoittaa.

Monin pähkäilyin ja kokein tutkijat pystyivät osoittamaan, että kärpäsen aivot tekevät eräänlaista matemaattista harjoitusta. Vektorimatematiikka on enemmän kuin vain analogia tapahtuvalle laskennalle. Pikemminkin kärpäsen aivot näyttävät kirjaimellisesti suorittavan vektoritoimintoja.

"Esitämme vahvan argumentin, että se, mitä täällä tapahtuu, on vektorimatematiikan eksplisiittinen toteutus aivoissa." Maimon sanoo. "Tästä tutkimuksesta ainutlaatuisen tekee se, että osoitamme laajalla todisteella, kuinka hermosolujen piirit toteuttavat suhteellisen kehittyneitä matemaattisia operaatioita."

Aiheista aiemmin:

Johdottoman lentävän hyönteisrobotin lentoonlähtö

Läpi sumun ja heinäsirkkaparven