Брачные игры пауков вдохновили ученых на создание сверхчувствительного датчика

Южнокорейские инженеры создали сверхчувствительный датчик, который работает по принципу небольшого органа на ногах пауков. Устройство может, например, распознать слова по движениям шеи и отдельные ноты — по вибрациям корпуса скрипки. О новом приборе сообщает журнал Nature.

Лирообразный орган вибрационной рецепции у пауков Cupiennius salei расположен на конечностях. С его помощью членистоногие общаются с брачными партнерами, ощущая вибрации растения, которое те царапают. Крошечные щели на органе открываются и закрываются.

Статью биологов на эту тему профессор Мансу Цой (Mansoo Choi) прочитал в том же Nature два года назад и решил сконструировать искусственный аналог органа. Ученый покрыл тонким слоем платины гибкий полимер и согнул его в форме лиры. Когда платиновая пленка не двигается, ее наноразмерные щели закрыты, электричество свободно идет по всему объекту. Но любые колебания открывают щели. Чем они шире, тем меньше электронов проходит через пленку. Измеряя скачки в сопротивлении платины, ученые смогли выявить даже самые слабые колебания — например, дрожание крылышек божьей коровки.

Когда исследователи закрепили датчик на корпус скрипки, на которой играли мелодию Эдварда Элгара Salut d’Amour, электрическое сопротивление устройства реагировало на вибрации воздуха в синхронном режиме. Это позволило точно определить каждую ноту. Когда датчик закрепили на шеях десяти добровольцев и попросили их проговорить короткие команды («иди», «прыгай»), прибор записывал звуки более точно, чем обычный микрофон. Кроме того, датчик способен считывать пульс.

Для вывода устройства в коммерческое производство осталось научить его отличать нужные сигналы от фонового шума. Также ученые планируют заменить платину на более дешевые проводники (медь и алюминий). Представить первый работающий экземпляр разработчики намерены через пять лет.