Owady-cyborgi. Japońscy naukowcy zmienili cykady w żywe głośniki
Zamiast własnego cykania – Pachelbel i Top Gun. Zespół z Japonii zaprezentował system, który pozwala zamienić cykadę w biologiczny odtwarzacz dźwięku. Brzmi jak cyberpunk, ale może pomóc w sytuacjach kryzysowych.
Czy można wykorzystać owada jako głośnik? Japońscy naukowcy twierdzą, że tak - i mają na to dowody. Zespół kierowany przez Naoto Nishidę z Uniwersytetu Tsukuby wszczepił elektrody w odwłoki cykad i przy pomocy impulsów elektrycznych precyzyjnie kontrolował ich charakterystyczne cykanie, zmieniając je w dźwięki znane z klasycznych utworów muzycznych.
"Nie chcieliśmy do owada niczego doklejać ani montować zewnętrznych urządzeń. Pomyśleliśmy: skoro i tak cykają, może da się po prostu 'pożyczyć' ich dźwięk" - mówi Nishida, cytowany przez New Scientist.
Cykada jak syntezator
Cykady z gatunku Graptopsaltria nigrofuscata generują dźwięk dzięki narządom zwanym tymbalami - sztywnym błonom napinanym i zwalnianym setki razy na sekundę. Naukowcy wykorzystali tę właściwość, aplikując impulsy elektryczne do odpowiednich mięśni. Dzięki temu udało się sterować częstotliwością dźwięku w sposób wystarczająco precyzyjny, by zagrać fragmenty m.in. Kanonu Pachelbela - z rozpiętością od 27,5 Hz do 261,6 Hz, czyli ponad trzech oktaw.
W badaniu, zaprezentowanym podczas konferencji CHI (ACM Conference on Human Factors in Computing Systems), wykorzystano siedem cykad. Owady były poddawane działaniu zmiennych napięć (od 0 do 1 V), a naukowcy analizowali różnice w emitowanych falach dźwiękowych. Największą skuteczność uzyskano w zakresie od A0 do F#3 - powyżej tej granicy cykady przestawały reagować na impulsy.
Cykady na ratunek
Choć eksperymenty mogą wydawać się czymś z pogranicza sztuki i szalonej nauki, autorzy widzą dla swojej technologii bardzo praktyczne zastosowanie. W sytuacjach awaryjnych - jak trzęsienia ziemi czy katastrofy naturalne - naturalne "cykady-głośniki" mogłyby emitować sygnały ostrzegawcze. Są lekkie, energooszczędne i potrafią działać w trudnych warunkach, gdzie zawodzą klasyczne urządzenia.
"To może być pierwszy krok do stworzenia nowej klasy komunikacyjnych narzędzi opartych na organizmach żywych - lekkich, wytrzymałych i zdolnych do działania bez dużego zużycia energii" - piszą autorzy w artykule "Insect-Computer Hybrid Speaker", opublikowanym w materiałach konferencji CHI.
Eksperymenty wykonano na samcach cykad, które - jak podkreślają badacze - i tak używają tymbali do przyciągania partnerek. Owady nie zostały trwale uszkodzone, a część z nich po eksperymencie wypuszczono z powrotem na wolność. Naukowcy zaznaczają jednak, że dalszy rozwój tej technologii będzie wymagał głębszej refleksji etycznej.
