Когда я услышал об использовании цикад в качестве биологических громкоговорителей, я подумал, что это шутка. Я был очень неправ.. В Университете Цукубы, Япония, семь несчастных цикад этого вида graptopsaltria nigrofuscata Они стали главными героями абсурдного эксперимента: исследователи ввели им в живот электроды, чтобы стимулировать тимпанальные мышцы, отвечающие за их характерное пение, превратив их в бионические устройства, способные петь контролируемые музыкальные гаммы.
И теперь те насекомые, чье стрекотание создавало саундтрек к летним каникулам многих поколений, могут по команде исполнить Канон Пахельбеля. Гибридная система насекомого-компьютера, которая поднимает тревожные вопросы о наших отношениях с природой и будущем биоэлектронных технологий.
Биоэлектрические цикады и управляемые импульсы
Японские исследователи действительно превзошли все ожидания. Цикады (строго самцы, ввиду их размера и мускулатуры) получили «неожиданное обновление», которое радикально изменило их систему коммуникации. Как работает эта система? Они описали это в своем исследовании опубликовано на ArXiv, но я вам тоже скажу.
Своего рода интерфейс посылает калиброванные электрические импульсы от 0 до 1 вольта для генерации различных звуковых частот. Вот как им удалось заставить цикад «петь» разными тонами, даже следуя заранее заданным музыкальным гаммам. Что такое «Cicale» — легендарное произведение Хизер Паризи? Ну, здесь мы говорим о совершенно другом музыкальном жанре.
Контроль был настолько точным, что им удалось заставить этих насекомых исполнять структурированные произведения, такие как знаменитый «Канон» Пахельбеля. Микрочип вместо мозга, электрический импульс вместо инстинкта.
Четыре типа звуковых волн
Самым захватывающим (или тревожным, в зависимости от вашей точки зрения) аспектом является то, что исследование хорошо выявило четыре различных типа звуковых волн производимый цикадами при электрической стимуляции.
Они дали им названия, которые, кажется, взяты из руководства по электроакустике: Правильные Частотные Волны (CFW), Волны половинной частоты (ХФВ), Двухчастотные волны (ДФВ) и Волны нерегулярной частоты (ИФВ). Каждый тип волны появляется при разных уровнях напряжения, создавая своего рода звуковой алфавит для цикад.
Диапазон издаваемых цикадами звуков варьируется от особи к особи: некоторые цикады способны издавать более высокие звуки, другие — более низкие. Только одна из семи цикад сумела издать звук, достигающий ноты ля, а две — ноты до-диез. Конечно, они не виртуозы пения, но, учитывая, что речь идет об электрически управляемых насекомых, я бы сказал, что это уже выдающееся достижение.
Биоботы и будущие сценарии для цикад
Эта технология — не просто игра, заставляющая цикад петь по команде. Исследователи размышляют о возможных практических применениях, связанных с естественной подвижностью насекомых и их энергоэффективностью.
Давайте представим цикады биобот которые проникают в разрушенные здания в поисках выживших, роботизированные пчелы которые контролируют качество воздуха или характер опыления, или даже высокотехнологичные термиты которые проверяют наличие химических загрязнителей в почве. Даже сценарии наблюдения, когда насекомые носят аудио- или видеодатчики в ограниченных зонах. Бривиди.
Коммуникация — наименее изученный аспект биобот насекомыми, но эти эксперименты на цикадах прокладывают путь к созданию систем экстренной связи с низким энергопотреблением. Представьте себе стихийное бедствие, при котором обычное аудиооборудование или традиционные роботы будут ограничены из-за нехватки электроэнергии или непроходимой местности. Армия поющих цикад могла бы иметь решающее значение.
Заглядывая в будущее, я задаюсь вопросом, куда приведет нас это слияние биологии и технологий. Цикады — это только начало новой эры гибридных устройств? И самое главное, готовы ли мы ответить на этические вопросы, которые неизбежно возникнут? Ожидая, когда можно будет услышать пение цикад теплым летним вечером (если бы они у нас были), я не могу не задаться вопросом, будет ли этот звук по-прежнему естественным или запрограммированным неким искусственным интеллектом.
Судя по всему, нас действительно волнуют цикады.
