Billene i forsøkene er av den afrikanske typen Mecynorrhina torquata. De er i gjennomsnitt 6 centimeter lange og veier 8 gram – omtrent like mye som en femkronemynt. (Foto: Tat Thang Vo Doan/Hirotaka Sato, NTU Singapore)
Billene i forsøkene er av den afrikanske typen Mecynorrhina torquata. De er i gjennomsnitt 6 centimeter lange og veier 8 gram – omtrent like mye som en femkronemynt. (Foto: Tat Thang Vo Doan/Hirotaka Sato, NTU Singapore)

Et hopp fram for fjernstyrte biller

Forskere har funnet ut hvordan biller styrer i lufta – og hvordan de kan styres. Det kan gjøre fjernstyrte biller til nyttige hjelpere i alt fra redningsaksjoner til forskning.

 

Publisert

Fjernstyrte biller

Prosjektets viktigste funn er at biller bruker muskelen 3Ax til å styre.

Oppdagelsen ble gjort takket være trådløs teknologi. Tidligere forsøk har måttet koble ledninger til insektet.

Ved manipulering av 3Ax-muskelen lar billene seg styre med større kontroll.

Prosjektet er et samarbeid mellom UC Berkeley og Nanyang Technological University.

Biologene har lenge kjent til muskelen 3Ax, som billene bruker til å åpne og lukke vingene. Men før nå har ingen visst at billene også bruker denne lille muskelen til å svinge når de flyr.

I redningsaksjoner

– Nå som vi fant ut at muskelen i vingen er viktig for styringsevnen, har vi for første gang klart å styre flyvingen mer presist. Tidligere har vi lykkes med å få billene til å lette og lande, men vi har hatt vanskelig for å styre dem når de flyr. Det sier Michel Maharbiz ved UC Berkeleys fakultet for informatikk og elektrovitenskap, i en pressemelding.

Tanken er at kyborg-biller vil kunne brukes som droner, for eksempel i redningsaksjoner – omtrent som kyborg-kakerlakken som forskning.no har skrevet om tidligere.

– Vi kan enkelt montere en mikrofon og temperaturmåler på billene og skape et nyttig hjelpemiddel. Dette er teknologi som kan la oss utforske steder som ikke har vært tilgjengelige før, for eksempel små områder i en sammenrast bygning, sier Hirotaka Sato ved Nanyang Technological University i Singapore, som har samarbeidet med UC Berkeley om prosjektet.

Forsøkene ble gjort med den store billen Mecynorrhina torquata. Billene var i gjennomsnitt 6 centimeter lange og veide 8 gram — omtrent like mye som en femkronemynt.

Mindre batterier, store framskritt

Nadi Bar, som er førsteamanuensis på Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU, har montert lignende apparater på flaggermus. Han forteller at mindre og bedre batterier har ført til store framskritt for denne typen forskning de siste årene.

– Folk har brukt instrumenter på fugler, pattedyr og fisk i mange år. Men nå har mikroteknologien har blitt bedre, særlig batteriene, sier Bar til Forskning.no.

Han ser for seg mange bruksområder for slike kyborg-skapninger:

– De vil kunne brukes i overvåking og til militære formål. Men det er kanskje mer sannsynlig at de vil brukes til å studere naturlige fenomener, for eksempel til å studere andre insekter eller rovfuglers adferd, sier Bar.

Bille med ryggsekk

Forskerne valgte å jobbe med de store billene fordi de kan løfte tungt. På ryggen fikk de montert en «ryggsekk» bestående av en mikrokontroll, en trådløs sender og mottaker, og seks elektroder koblet til billens synssenter og muskulatur. Alt dette ble drevet av et 3,9-volts batteri. Utstyrets samlede vekt var mellom 1 og 1,5 gram.

Nadi Bar forteller at større dyr kan bære mer utstyr, og dermed rustes med flere egenskaper, enn billene.

– På insekter er det først og fremst styringen man kan jobbe med. Vi har ikke små nok kameraer, og de vil uansett trenge altfor mye energi. Men større dyr kan bære større instrumenter.

Bar ser at slik forskning kan være en etisk utfordring:

– Alt som handler om å styre dyr er etisk problematisk, fordi du forvandler dyret til en robot og fjerner dets frie vilje. Så jeg tror mange vil mislike dette. Men i vår forskning med flaggermus observerer vi bare, vi styrer ikke dyret. Da er det mindre problematisk, sier Bar.

Trådløst

Hirotaka Sato  tror det er den trådløse teknologien som skal ha takk for at forskerne oppdaget den lille muskelens betydning. En viktig del av prosjektet var nemlig å utvikle et styrings- og overvåkningssystem som lar dem observere de flyvende billene uten bruk av ledninger.

– Når biologer tidligere har jobbet med å analysere flyvende insekter, har dette oftest blitt gjort med ledninger koblet til insektet. Dermed har det vært vanskelig å si om ledningene har påvirket hvordan insektet flyr, sier Sato.

Referanse:

Hirotaka Sato m.fl.: Deciphering the Role of a Coleopteran Steering Muscle via Free Flight Stimulation, Current Biology 2014, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.01.051. Sammendrag.