Созданы тараканы-киборги с дистанционным управлением
-
Тараканы-киборги с дистанционным управлением оснащены крошечным беспроводным модулем управления, который питается от перезаряжаемой батареи, прикреплённой к солнечному фотоэлементу.
Учёные из Японии и Сингапура разработали систему для дистанционного управления тараканами-киборгами. Она оснащена крошечным модулем беспроводного управления, который питается от солнечного фотоэлемента.
Сверхтонкая электроника и гибкие материалы, использованные в исследовании, позволили насекомым свободно передвигаться. Вкупе с беспроводным управлением тараканы-киборги становятся практической реальностью.
Исследователи стремятся создать насекомых-киборгов — наполовину насекомое, наполовину машину — для помощи в осмотре опасных зон или в наблюдении за окружающей средой.
Однако у "дрессировщиков" такой армии киборгов должна быть возможность удалённо управлять ими, причём делать это нужно непрерывно в течение длительных периодов времени.
Для этого необходимо беспроводное управление сегментами их ног, питающееся от крошечной перезаряжаемой батареи.
Аккумулятор должен быть всегда хорошо заряжен — никто не хочет, чтобы по округе начала бродить внезапно вышедшая из-под контроля команда гигантских тараканов-киборгов.
К слову, мадагаскарский таракан может достигать в длину шести сантиметров.
Для подзарядки батареи можно построить док-станции, как для электромобилей. Но необходимость возвращаться и перезаряжаться может замедлить выполнение срочных миссий.
Поэтому лучшим решением исследователи сочли установку миниатюрной солнечной панели прямо в экзоскелет насекомого. Она должна была обеспечить постоянный высокий заряд батареи.
Всё это легче сказать, чем сделать. Чтобы успешно собрать эту сложную систему высокотехнологичных устройств на одном таракане, учёным пришлось разработать специальный рюкзак, ультратонкие модули органических солнечных элементов и систему сцепления, которая не только прочно удерживает механизмы на теле насекомого, но и не сковывает его движения.
Также к верхней части грудного отдела таракана прикрепили беспроводной модуль управления ногами и литий-полимерную батарею.
Собрав систему на теле мадагаскарских тараканов, команда провела ряд экспериментов.
"Рюкзак" был напечатан из эластичного полимера на 3D-принтере и идеально соответствовал изгибам тела таракана, что позволяло надежно закрепить на его спинке жёсткое электронное устройство. Насекомые могли носить такие "рюкзаки" в течение месяца и даже дольше.
Толщина модуля органических солнечных элементов, который таракан также носил "на спине", составляла впечатляюще малые 0,004 миллиметра. При этом его выходная мощность составляла 17,2 мВт (милливатт), что значительно превышает мощность других подобных устройств. (Да, исследователи не первый раз прикрепляют к насекомым и даже к бактериям солнечные фотоэлементы.)
Тщательно изучив естественные движения тараканов, исследователи поняли, что брюшко этих насекомых меняет форму, а части экзоскелета перекрываются.
Чтобы адаптировать устройство под эти движения, исследователи чередовали клейкие и неклейкие элементы, что позволяло всей конструкции сгибаться, но при этом оставаться прикреплённой к таракану.
Все эти компоненты и провода, управляющие движениями ног, установили на тараканов, после чего получившиеся киборги были протестированы.
Поясним, что управление движениями насекомого происходит против его воли, за счёт внедрения электродов в нервную систему.
Аккумулятор заряжали в течение 30 минут, а животных заставляли поворачивать влево и вправо с помощью беспроводного пульта дистанционного управления.
Эта технология может быть адаптирована к другим насекомым, таким как жуки, или даже к летающим насекомым, таким как цикады, но для этого потребуется модификация всей системы, пишут авторы работы.
Вероятно, такие насекомые-разведчики будут интересны военным. Впрочем, чтобы поместить на них хоть какие-то "приборы", придётся поискать для них дополнительные возможности питания.
Исследователи заявляют, что тараканы не могут испытывать болевых ощущений, хотя в свете последних исследований утверждать такое наверняка невозможно.
Если хотя бы на минуту предположить, что насекомые могут испытывать, по крайней мере, стресс от того, что их лишили возможности управлять собственным телом, весь этот эксперимент начинает выглядеть крайне непривлекательно.
Впрочем, подобные сантименты редко всерьёз волнуют исследователей, пока не принят соответствующий закон о защите животных.
Подробное описание новой работы было опубликовано в открытом доступе в издании npj Flexible Electronics.
Ранее мы писали о создании стрекоз-киборгов, которые могут использоваться в разведывательных целях, а также о том, как в полностью искусственный беспилотник внедрили органы обоняния насекомого.
Больше удивительных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
