研究为电子蛾“生物机器人”铺平道路

即时发布

Alper Bozkurt博士 Alper.bozkurt@ncsu.edu 919.515.7349

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经开发出了电子操纵飞蛾飞行肌肉和监测飞蛾用来控制这些肌肉的电信号的方法。这项工作为开发用于紧急响应的远程控制飞蛾或“生物机器人”打开了大门。

北卡罗来纳州立大学(NC State)电子与计算机工程助理教授阿尔珀·博兹库尔特(Alper Bozkurt)博士说:“从总体上讲，我们想知道我们是否能控制飞蛾的移动，用于搜索和救援行动等应用。”博兹库尔特是一篇有关这项工作的论文的合著者。“这个想法是将传感器安装在飞蛾身上，以创建一个灵活的空中传感器网络，可以在灾难发生后识别幸存者或公共健康危害。”

这篇论文介绍了博兹库尔特开发的一种技术，用于在蛾的蛹阶段将电极连接到它身上，当毛毛虫在茧中，经历蜕变到有翅膀的成虫阶段时。这方面的工作是与康奈尔大学的Amit Lal博士一起完成的。

但本文中的新发现涉及Bozkurt的研究团队开发的方法，以提高我们在飞行期间何时坐落的肌肉的理解。

通过将电极连接到负责飞蛾飞行的肌肉组织上，Bozkurt的团队能够监测肌电信号——飞蛾在飞行过程中使用的电信号告诉那些肌肉该做什么。

蛾连接到无线平台，在蛾移动翼移动时收集电拍摄数据。为了让蛾自由左右，整个平台悬浮率通过电磁铁悬浮在中空中。可以提供描述工作的短视频http://www.youtube.com/watch?v=jR325RHPK8o。

“通过观察飞蛾在飞行中使用它的翅膀来转向，并将这些运动与它们的相应电焦信号相匹配，我们可以更好地了解蛾机动如何通过空气，”Bozkurt说。

“我们乐观地说，这些信息将有助于我们开发技术以远程控制飞行中飞蛾的运动，”Bozkurt说。“这对于创造可以成为网络耳语传感器网络的一部分的生物问题的总体目标至关重要。”

但博兹库尔特强调，要使飞蛾生物机器人成为可行的工具，还有很多工作要做。

“我们现在有一个收集有关飞行协调数据的平台，”Bozkurt说。“下一步包括开发自动化系统，探索控制飞行飞行的微调参数，进一步小型化技术，并在自由飞蛾中测试技术。”

本文，“昆虫飞行行为监测的早期变质插入技术，“在线发布可视化实验杂志（木星）。木星出版物有两个部分，书面组件和描述工作的视频。

本文由亚历山大韦弗尔和迈克尔麦克·米克，博士共同撰写。Bozkurt的实验室的学生在NC州。该研究得到了国家科学基金会的支持，惟辖于Grant CNS-1239243。研究人员还使用Triangle Biosystems International开发的发射器和接收器，并感谢他们对工作的贡献。

- 船员 -

编辑注：研究摘要跟随。

“昆虫飞行行为监测的早期变质插入技术”

作者: Alexander Verderber, Michael McKnight和Alper Bozkurt，北卡罗莱纳州立大学

发表：2014年7月18日在线可视化实验杂志

抽象的：早期变态插入技术(Early Metamorphosis Insertion Technology, EMIT)是一种将微加工的神经肌肉记录和驱动平台整合到昆虫变态发育过程中的新方法。在这里，植入物在神经肌肉系统的结构和功能中融合，这是变形组织再造的结果。植入物与昆虫一起出现，在蛹发育期间，电子周围组织的发展导致生物电和生物力学增强的组织界面。这一相对可靠和稳定的界面将有助于许多研究人员探索昆虫运动的神经基础，减轻成虫插入造成的创伤效应。在这篇文章中，我们将电极植入manduca sexta.。这些主要飞行管道和背龙肌的这些主要飞行肌肉位于胸部，这些主要飞行肌肉致力于上下行程的机械动力。这两种肌肉群的相对收缩已经进行了调查，以探索偏航机动如何是神经生理学的。为了表征飞行动态，昆虫通常用电线束缚，并且它们的航班用数码相机记录。我们还开发了一种新的系绳方式manduca sexta.在蜗虫连接到市售的无线神经放大器的磁悬浮框架上。该设置可用于将自由度限制为“仅”在从多叶螺母和背长肌群中传输相关的电拍摄信号时“仅”。