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Gli scarafaggi 'cyborg' telecomandati stanno aprendo la strada alla futura tecnologia bioibrida

Gli insetti cyborg per questo studio erano gli scarafaggi sibilanti del Madagascar. Ecco una rappresentazione con uno zaino di stimolazione wireless sulla schiena. (Fonte immagine: Beijing Institute of Technology Press)
Gli insetti cyborg per questo studio erano gli scarafaggi sibilanti del Madagascar. Ecco una rappresentazione con uno zaino di stimolazione wireless sulla schiena. (Fonte immagine: Beijing Institute of Technology Press)
Un nuovo sistema di controllo per insetti cyborg utilizza una stimolazione elettrica bifasica bilanciata per migliorare la precisione e ridurre i danni ai tessuti. Il sistema, testato su scarafaggi sibilanti del Madagascar, ha raggiunto un tasso di successo del 96,25% nel controllo direzionale - un miglioramento sostanziale rispetto ai metodi monofasici tradizionali.

Immagini di guidare uno scarafaggio con la precisione di un'auto telecomandata. Per quanto possa sembrare ridicolo, non si tratta di fantascienza: è un precursore della tecnologia cyborg. I ricercatori hanno progettato un sistema di controllo che attinge al sistema nervoso dell'insetto, fornendo una precisione senza precedenti nel dirigere i suoi movimenti.

Utilizzando la stimolazione elettrica bifasica a bilanciamento di carica https://relatyv.com/learn/everything-you-need-to-know-about-biphasic-electrical-stimulation/i ricercatori hanno migliorato la precisione della locomozione nei soggetti. In parole povere, la stimolazione elettrica bifasica a bilanciamento di carica è una tecnica che fornisce impulsi elettrici con fasi positive e negative alternate, per evitare l'accumulo di carica nell'interfaccia elettrodo-tessuto. Questo aiuta a minimizzare i danni ai tessuti e garantisce una stimolazione più sicura e affidabile nel tempo. Al contrario, la stimolazione monofasica https://ieeexplore.ieee.org/document/10051226 fornisce impulsi elettrici in un'unica polarità (positiva o negativa), che spesso porta all'accumulo di cariche nel tessuto dell'insetto.

Lo studio si è concentrato sugli scarafaggi sibilanti del Madagascar. Sono stati equipaggiati con uno zaino di controllo wireless progettato su misura, in grado di fornire segnali analogici bifasici di alta precisione ai cerci (appendici accoppiate sull'addome di un insetto). Questa configurazione ha permesso un controllo in tempo reale con un tasso di successo del 96,25% nella guida direzionale, superando i segnali monofasici, che hanno ottenuto un tasso di successo del 76,25%.

Questo meccanismo di bilanciamento delle cariche garantisce la stabilità dell'interazione elettrofisiologica. Non solo riduce il rischio di danni ai tessuti (come già detto), ma consente anche un controllo più costante nel tempo. Le implicazioni sono infinite: applicazioni di insetti cyborg in ambienti complessi, in particolare in campi come la sorveglianza urbana, il monitoraggio ambientale e le operazioni di ricerca e soccorso. I parametri di stimolazione saranno ulteriormente ottimizzati in studi futuri, ma speriamo che questa tecnologia venga utilizzata per scopi esclusivamente etici quando (e se) diventerà più popolare.

Un diagramma schematico del sistema di controllo della locomozione degli insetti cyborg. (Fonte immagine: Beijing Institute of Technology Press)
Un diagramma schematico del sistema di controllo della locomozione degli insetti cyborg. (Fonte immagine: Beijing Institute of Technology Press)
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Anubhav Sharma, 2024-09- 4 (Update: 2024-09- 4)