Robot med luktesans

Japanske forskere har klart å lage en kunstig nese som kan spore kjærlighetshormoner og råtten frukt. Det er et stort skritt mot å gjøre roboter til sporhunder.

Publisert
Ved å utstyre dette mannekengdukkehodet med genspleisede froskeegg, har man klart å gi dukken en luktesans, viser nye oppsiktsvekkende forskningsresultater (Foto: Shoji Takeuchi)
Ved å utstyre dette mannekengdukkehodet med genspleisede froskeegg, har man klart å gi dukken en luktesans, viser nye oppsiktsvekkende forskningsresultater (Foto: Shoji Takeuchi)

Vi trenger: En mannekengdokke, et froskeegg, en luktereseptor fra en bananflue, en forsterker og en elektrisk motor.

Det kunne høres ut som planen til et genialt kupp i en Olsenbanden-film, men det er det ikke.

Det er tvert imot japanske robotforskeres oppskrift på hvordan man utstyrer en mekanisk robot med en vaskeekte luktesans, ved hjelp av levende teknologi, nemlig froskeegg genspleiset med luktereseptorer fra enten bananfluer eller silkeormer.

Og voilà: Så har man en robot som rister på hodet når det er en duft av hunnsommerfugler eller duft av råtne bananer i luften. Se videoklippet nederst i artikkelen.

– Det er skjedd store framskritt i robotteknologien de siste årene, hvor man blant annet har klart å skape roboter med for eksempel syns-, hørsel- og følesans. Nå ser det ut til at vi også har fått et gjennombrudd når det gjelder å gi roboter evnen til å lukte, sier førsteamanuensis Kasper Støy fra Syddansk Universitet. Han er spesialist på kunstig intelligens og robotteknologi.

Inspirert fra naturens verden

I arbeidet med den kunstige nesen har de japanske forskerne brukt den kunnskapen som man har høstet i biologisk grunnforskning de siste ti årene:

Genspleising har gitt eggceller fra frosker de luktereseptorene som bananfluer og silkeormer bruker til å få ferten av henholdsvis råtten frukt eller det duftstoffet som en hunnsommerfugl sender ut for å tiltrekke seg en hannsommerfugl.

Dette kalles på fagspråk feromoner; mer populært kalles det kjærlighetshormoner.

Når duftstoffene binder seg til luktereseptorer på overflaten av de genspleisede froskeeggene, blir det åpnet for en ione-kanal, slik at ioner strømmer inn i cellen.

Dermed skjer det en endring av cellens elektriske potensial og eggcellen skaper strøm. Ved å stikke to elektroder inn i det millimeterstore froskeegget har de japanske forskerne altså klart å høste og forsterke den strømmen.

Mannekeng

Dermed har forskerne laget en kunstig supernese som kan spore helt spesifikke duftmolekyler i luften.

For å demonstrere oppdagelsen utstyrte de en mekanisk mannekengdokke med den kunstige nesen, som besto av mange eggceller, og sprøytet forskjellige dufter i væskeform inn i neseborene til dokken.

Elektrodene fra froskeeggene var koblet til en mekanisk motor med en forsterker som mellomstasjon.

Det virker: Når mannekengdokken blir fôret med en væske som enten inneholder feromoner eller de alkoholiske duftstoffene fra råtten frukt, begynner roboten å riste på hodet.

– Vi er ganske sikre på at det er det første eksemplet i verden hvor man ved hjelp fra levende teknologi har utstyrt en robot med en sans, skriver den japanske robotforskeren Shoji Takeuchi fra University of Tokyo, som har stått i spissen for det arbeidet, i en e-post til videnskab.dk.

(Film: Shoji Takeuchi)

Framtidens svar på sporhunder

Biolog og robotforsker Jakob Christensen-Dalsgaard fra Biologisk Institutt på Syddansk Universitet kaller det for en elegant måte å skape teknologisk spinoff fra biologisk grunnforskning, og ser et stort potensial i den nye oppfinnelsen. Roboter med luktesans kan kanskje bli framtidens svar på sporhunder.

– Man kunne godt forestille seg at man kunne manipulere med luktreseptorene, slik at de for eksempel kunne gjenkjenne sporstoff fra eksplosive stoffer som TNT. Så kunne roboter med supernese avløse sporhunder ved grenseoverganger og flyplasser, og riste på hodet når en koffert fylt med sprengstoff passerte, sier Jakob Christensen-Dalsgaard.

Men robotnesen ville kanskje også kunne tjene et formål i sin nåværende form. For eksempel kunne den brukes til å advare en grønnsakshandler hvis han har råtten frukt på lager.

– Man kunne også forestille seg robotnesen som en hjelp i et kjøleskap, som kunne advare når varene hadde overskredet siste utløpsdato, spekulerer Støy.

Begrenset levetid

Men teknologien har også en begrensning. For som med alt levende materiale har froskeeggene en begrenset levetid, og i den nåværende formen kan de bare virke i cirka tolv timer.

– Det vil nok gå noen år før vi vil se det i bruk, og det står og faller med om man kan klarer å forlenge eggenes levetid, sier Jakob Christensen-Dalsgaard.

Shoji Takeuchi, som står bak den kunstige nesen, håper at man blir bedre og bedre til å forlenge levetiden av levende celler.

– For eksempel kunne man forestille seg at man kunne konservere froskeeggene i en oppløsning rik på sukker, som kanskje kunne forlenge levetiden, sier Takeuchi.

Husk å fôre roboten din

Og kanskje skal man ifølge Kasper Støy også venne seg til en helt ny tankegang når man er i nærkontakt med roboter: Å fôre dem løpende i samme stil som når vi fôrer mobiltelefonene våre med strøm fra tid til annen.

En ting er sikkert: En ny type roboter er født, hvor levende celler gir dem en ny sans. Men hva skal barnet hete?

En rask brainstorming blant de tre robotforskerne ga følgende forslag: En biohybrid robot, en bionisk robot, en biobot eller en cyborg. Hva stemmer du for, eller har du et bedre forslag?

Referanse og lenker

Profil: Kasper Støy

Profil: Jakob Christensen-Dalsgaard

Proceedings of the National Academy of Sciences