Canlı Sineklerden Mikrorobotlar Üretmek
Bilim insanları, canlı sinekleri adeta uzaktan kumanda edilen mikrorobotlar haline dönüştürme yeteneği geliştirdi. Harvard Üniversitesi’ndeki Rowland Enstitüsü’nden araştırmacılar, Drosophila melanogaster (meyva sineği) türü sineklerin hareketlerini kontrol edebilmeyi başardı. Bu yöntemle sineklerin, belirli rotalarda ilerlemesi sağlandı ve hatta grup halinde hareket ederken “HELLO WORLD” yazabilir hale getirildi.
Optomotor Tepkileri Kullanmak
Bu süreç, sineklerin optomotor tepki adı verilen kadim bir refleksine dayanıyor. Bilim insanları, dönen bir mavi ve siyah çark projeksiyonu ile sineği sağa veya sola yönlendirmeyi başardı. Yapılan testlerde, beş inçlik bir koridorda 94% oranında doğru yönlendirme sağlandı. Görsel işaretler kadar önemli olan bir diğer unsur ise optogenetik kullanımıdır. Sineklerin antenlerine ışığa duyarlı kanallar yerleştirilerek, kırmızı veya mavi ışık patlama sinyalleri ile sineklerin hedefe yönlendirilmesi sağlandı.
Mini Otonom Kontrol Sistemi Geliştirmek
İki antene ayrı renkli boya uygulayarak, sağ ve sol yönlendirmeleri ayıran basit bir “iki bit” kontrol kanalı oluşturuldu. Sineklerin kendi kaslarını ve metabolizmasını kullanması, harici donanımın sadece bir projektöre, bir kameraya ve bir bilgisayara ihtiyaç duyması anlamına geliyordu. Testler sonucunda, ışıkla yönlendirilmiş sinekler, 13 inçlik parkuru, tedavi edilmemiş kontrol gruplarından 4 kat daha hızlı tamamladı.
Kompleks Yazılar Yazmak
Basit çizgilerle başladılar ve 31 kontrol noktasından oluşan bir diziyle on harfin taslağını oluşturdular. Bir sineğin her bir damla işlemini yazmasını izlediler ve bu işlem 17 dakikadan kısa bir sürede tamamlandı. Aynı anda çalışan üç ayrı sinek, bağımsız kalemler gibi davranarak, her biri ayrı bir dizi hareketi yerine getirdi ve yazı okunur bir şekilde oluşturuldu.
Mikrorobotların Gücü
Boyut, güçsüzlük anlamına gelmez. Tek bir miligram ağırlığındaki bir sinek, ekstra bir miligram ağırlığında bir bakır parçasını 600 kez taşımayı başardı. Sinekler, bir “labirentin” içinde yönlendirildiğinde, karanlık yerlerde bile dikkatli bir şekilde hareket edebildiği görüldü.
Doğadan Mikrorobotlara Refakat
Geleneksel mikrorobotlar genellikle laboratuvardan çıktıklarında başarısız olurlar. Ancak yaşam döngüsü boyunca meyva sinekleri , güç , koku ve uçuş bilgisayarları gibi özelliklere sahip olduklarından dolayı bu sorunlara çözüm sunabilir. Bu tür “ biyobotlar ”, tehlikeli sızıntıları tespit etmek, çökme yaşamış binaları haritalamak veya çilek tarlalarını polenlemek gibi çeşitli görevleri yerine getirebilir.
Laboratuvardan Saha Testlerine Geçiş
Güneş enerjisiyle çalışan “devre eyerleri”, sineklerin düştüklerinde yeniden dengelerini bulmalarına yardımcı olmuştur. Önerilen algoritmaların, çiçek seralarının arasında dolaşmasına ve zararlıları tespit etmesine olanak tanıyacağı öngörülmektedir.
Yaşayan Mikrorobotlarda Zorluklar
Öğrenilmesi gereken ilk zorluk, yönlendirme donanımının bir miligram altına miniaturizasyonudur. Ayrıca yapay uyarıların, beslenme gibi gerekli davranışları engellemeyecek şekilde ayarlanması gerekiyor. Etik açıdan da, insana hizmet için doğayı kullanılan hayvanların ne kadar özgürlüğü olduğunu sorgulamak önemlidir.
Geleceğin Sürüleri İçin Bir Bakış
Sineklerin üretilmesi oldukça düşük maliyetlidir ve eğitilmesi de hızlıdır. Bu özellikleri sayesinde binlerce sinekten oluşan filolar oluşturmak mümkündür. Makine görüş algoritmaları, bu sürüleri belirli hedeflere yönlendirebilir ve bir dağıtılmış sensör oluşturabilir.
Bu çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanmıştır. Mikrorobot teknolojileri, gelecekte daha geniş bir uygulama alanı bulacak ve biyolojik sistemlerin çevre ile etkileşimlerini arttıracaktır.
