Roje owadów–cyborgów sterowanych zdalnie za pomocą elektrycznych implantów mogą już działać pod wodą dzięki miniaturowym skafandrom dostarczającym im tlen. Hirotaka Sato z Nanyang Technological University w Singapurze wraz ze swoim zespołem już w 2021 r. wykazał, że syczące karaluchy madagaskarskie (Gromphadorhina portentosa) mogą być zdalnie sterowane za pomocą elektrod wszczepionych w narządy czuciowe zwane cerci, znajdujące się na końcu odwłoka. W 2024 r. naukowcy udowodnili natomiast, że rój składający się z 20 takich owadów–cyborgów potrafi działać w skoordynowany sposób – pisze portal NewScientist.
Czytaj więcej
Na skutek wojny Rosji z Ukrainą oraz napiętej sytuacji geopolitycznej sektor technologii obronnych w Europie przeżywa prawdziwy boom. Inwestorzy sy...
Celem projektu było stworzenie biologicznych robotów wyposażonych w czujniki podczerwieni, które po katastrofach naturalnych mogłyby zostać wypuszczone w dużej liczbie do poszukiwania ocalałych. Karaluchy stanowią idealną platformę do takich zastosowań – mają własne źródło energii, bardzo sprawnie się poruszają i dysponują naturalnymi odruchami pozwalającymi omijać przeszkody. Są to zdolności, których inżynierowie wciąż nie potrafią odtworzyć w równie niewielkich robotach.
Skafander 3D pozwala karaluchom nurkować
Badaczom przeszkadzało jednak, że karaluchy nie były w stanie przeszukiwać zalanych terenów, które często występują na obszarach dotkniętych katastrofami. Dlatego opracowali specjalny skafander umożliwiający im poruszanie się pod wodą.
Karaluchy oddychają przez niewielkie otwory oddechowe, tzw. przetchlinki, znajdujące się na odwłoku i tułowiu. Naukowcy wydrukowali w technologii 3D szczelny skafander z żywicy, który chroni przetchlinki na odwłoku przed zalaniem. Od skafandra biegną cienkie przewody doprowadzające tlen bezpośrednio do przetchlinek znajdujących się na tułowiu. Sam skafander nie osłania tułowia, ponieważ utrudniałby ruch odnóży.
Czytaj więcej
Chiny są już w stanie sterować pszczołami za pomocą „najlżejszego na świecie chipu mózgowego”. Mogą je wykorzystać do akcji ratunkowych, szpiegostw...
Zamiast stosować sprężony tlen, jak w klasycznych zestawach do nurkowania, badacze wykorzystali mieszaninę nadtlenku wodoru i dwutlenku manganu. W wyniku reakcji chemicznej nadtlenek wodoru rozkłada się, uwalniając tlen, który może być pobierany przez owada – pisze portal.
Wyposażone w skafandry karaluchy mogły poruszać się pod wodą nawet przez trzy godziny na głębokości do 50 cm. Nie zaobserwowano przy tym żadnych negatywnych skutków dla ich zdrowia – wszystkie pięć owadów objętych obserwacją pozostawało w pełni zdrowych także trzy dni po eksperymencie.
Co więcej, owady zachowały niemal naturalną sprawność ruchową. Na lądzie osiągały średnią prędkość 87,5 mm na sekundę, natomiast pod wodą zwalniały jedynie do 78,4 mm na sekundę.
Karaluchy mogą trafić na Marsa
Zdaniem Sato takie rozwiązanie może znacząco zwiększyć możliwości owadów wykorzystywanych w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych. Naukowiec myśli jednak znacznie dalej.
– Naszym ostatecznym celem jest wykorzystanie tej technologii w przestrzeni kosmicznej. To kolejny duży krok w kierunku stworzenia skafandrów kosmicznych dla owadów–cyborgów. Mogłyby one na przykład prowadzić eksplorację powierzchni Marsa – powiedział Sato portalowi NewScientist.
Czytaj więcej
Naukowcy z Singapuru wypuścili na pustynię armię zdalnie sterowanych karaluchów. To nie roboty, ale żywe stworzenia, wyposażone w specjalne nadajni...
Zespół planuje teraz sprawdzić, jak skafandry sprawdzą się w ekstremalnych warunkach panujących na orbicie oraz na powierzchni Marsa. Testy obejmą bardzo niskie i bardzo wysokie temperatury, próżnię oraz silne promieniowanie.
Jednak wysłanie karaluchów na Czerwoną Planetę może spotkać się z oporem agencji kosmicznych. Powodem jest ryzyko zanieczyszczenia Marsa ziemskimi mikroorganizmami.
Karaluchy lepsze od małych robotów
Alan Winfield z University of the West of England uważa, że pomysł nurkujących karaluchów może wydawać się dziwny, ale ma bardzo praktyczne zastosowania, między innymi w monitorowaniu środowiska. Karaluchy są nie tylko znacznie bardziej energooszczędne niż roboty i mogą działać przez długi czas bez uzupełniania „paliwa”, lecz także potrafią samodzielnie zdobywać pożywienie w naturalnym środowisku.
Czytaj więcej
Karaluchy-cyborgi są zdalnie sterowane i mają na pancerzach umieszczone specjalne plecaki zasilane energią słoneczną. Naukowcy chcą stworzyć armię...
Dzięki temu teoretycznie mogą funkcjonować niemal bez ograniczeń czasowych. To właśnie dlatego – podkreślają badacze – owady w wielu zastosowaniach nadal mają przewagę nad miniaturowymi robotami, których największym ograniczeniem pozostaje zasilanie. Nawet najbardziej zaawansowane konstrukcje nie są dziś w stanie dorównać naturalnej wydajności energetycznej żywych organizmów – pisze NewScientist.
