מדענים גרמו לציקדות לבצע את הקאנון ברה מז'ור של פכלבל

הזמזום המדהים של הציקדות נוצל על ידי המדע באופן חסר תקדים, כאשר צוות מאוניברסיטת טסוקובה ביפן מצא דרך לגרות את החרקים כך שיבצעו את הקאנון ברה מז'ור של פכלבל. בעזרת אלקטרודות דומות לאלו המשמשות לאימון שרירים אנושיים, הפכו הציקדות-סייבורג לרמקולים חיים ש"זימזמו את נשמתם" גם למנגינה מהסרט "אהבה בשחקים" ("Top Gun"), לפני שפרשו והתעופפו לדרכן - בריאות ושלמות.

תחום הביומימטיקה שואף לפתור בעיות אנושיות באמצעות חיקוי של פתרונות טבעיים, לעיתים לצורכי רובוטיקה. אך יש תחומים שבהם, מסתבר, אין כמו הדבר האמיתי. במקום להשתמש בחלקים מגושמים וחוטי חשמל, מדענים חוקרים אפשרות להפוך חרקים לסייבורגים שיכולים - תאורטית - לשמש כשולחי אותות חירום, להוביל קינים למקומות בטוחים או אפילו להעביר חפצים בתוך הבית.

אלקטרודות המחוברות לציקדה / Yuga Tsukuda, Naoto Nishida, Jun Lu, Yoichi Ochiai

"הרעיונות האלו עדיין בשלב ניסיוני", אמרו החוקרים יוגה טסוקודה (Yuga Tsukuda) ונאוטו נישידה (Naoto Nishida), "אך הם מדגימים חזון רחב יותר: ממשקים שיתופיים המשתפים פעולה עם יכולות חייתיות, במקום להחליפן באמצעים אלקטרומכניים כבדים". והחזון הזה התממש לאחרונה בדרך יוצאת דופן: רמקול ביולוגי חי - ציקדות שמנגנות את הקאנון ברה מז'ור של פכלבל. כן, ציקדות! אותם חרקים רועשים שמופיעים לעיתים במספרים אפוקליפטיים, ולא בוחלים באורגיות המוניות עד שחלקים מגופם נרקבים. עכשיו הם גם מוזיקליים. מה יהיה הדבר הבא?

השיר נבחר בזכות ההכרה האוניברסלית וההרמוניה הרב-קולית שבו, שאיפשרה לחוקרים לשייך לכל ציקדה "תפקיד" מוזיקלי נפרד. אין צורך לומר - הן ביצעו את המשימה באופן מרשים במיוחד, אבל גם לא שכחו להשאיר עליה את חותם הציקדה הייחודי שלהם. "זה היה מרגש ומעורר ענווה לשמוע את החרקים כמעט שומרים על קצב, תוך שהם נותרים בלתי צפויים ונפלאים", אמרו טסוקודה ונישידה. "זה הזכיר לנו שגם עם שליטה ממוחשבת, מערכות חיות לעולם אינן הופכות לרכיבים בלבד; יכולת ההפעלה העצמית שלהן תמיד 'מדליפה' החוצה, דרך הווריאציה האורגנית והשברירית".

ההפעלה כללה הצמדת אלקטרודות נשלפות ששידרו מתחים שונים (כולם נמוכים מ-2 וולט). החרקים לא נקשרו במהלך ההופעות, וכולם עפו לדרכם בשלום לאחר הניסויים. ולשאלה שככל הנראה עולה אצלכם בשלב הזה - למה בעצם? - החוקרים משיבים שלמערכת ההיברידית הזו, המשלבת בין חרק למחשב, יש כמה שימושים אפשריים.

בצד השמאלי מוצג ממשק המשתמש לשליטה בגובה הצליל של ציקדה לצורך הפקת קולות באמצעות גירוי חשמלי לשרירי התימבל של הציקדה. בצד הימני אנו מציגים את האלקטרודות המוחדרות לגוף הציקדה לצורך שליטה, כמפורט להלן: (i) מבט חזיתי על הציקדה עם האלקטרודות המוחדרות. (ii) מבט מהצד של הציקדה עם האלקטרודות המוחדרות ואזור הבטן הסמוך לשרירי התימבל. (iii) חתך רוחב של הציקדה שבה הוחדרו האלקטרודות, מתוך הקו הוורוד / Yuga Tsukuda, Naoto Nishida, Jun Lu, Yoichi Ochiai

הן עשויות לשמש כאקטוארים אקוסטיים חסכוניים במיוחד באנרגיה. למרות גודלן הצנוע, ציקדות יכולות להגיע לעוצמת צליל של כ-120 דציבלים, תוך שימוש בכמות זעירה של אנרגיה - מיליוואטים בלבד. זה מציב אותן כמועמדות חזקות למעין רמקולים ביולוגיים שיכולים לשמש אזעקה באזורים מבודדים.

המערכת עשויה להיות גם שימושית בתחום החישה הסביבתית והתרעת חירום, שכן דפוסי הזמזום שלהן יכולים להיות מווסתים כמו קוד מורס קולי - המסוגל להעביר מידע על טמפרטורה, רמות גזים, או מסר פשוט של "אני בטוח/זקוק לעזרה" במצבים שבהם מערכות תקשורת רגילות אינן פועלות.

כפי שאמר הצוות, מדובר עדיין ברעיונות ניסיוניים - אבל מי יודע? אולי יום אחד חייכם יינצלו בזכות קריאת אזהרה של צבא ציקדות מכונפות-סייבורגיות.

מקורות:

• קטעים מהמחקר- Insect-Computer Hybrid Speaker: Speaker using Chirp of the Cicada Controlled by Electrical Muscle Stimulation מאת: Yuga Tsukuda, Naoto Nishida, Jun Lu, Yoichi Ochiai.

• קטעים מ- Musical Cyborgs: Scientists Influence Cicadas’ Buzz So They Perform Pachelbel’s Canon In D מאת IFLScience שנכתב ע"י: Rachael Funnell.

• קטעים מ-Exploring cyborg cicada bioacoustic modulations for insect-based communication מאת phys.org שנכתב ע"י: Justin Jackson.