🤦♂️ Давно хотел про это написать, но всё не доходили руки. И некоторые коллеги уже обошли на повороте. Однако надеюсь, что вам всё равно будет интересно прочесть про мадагаскарских тараканов — амфибийных киборгов (amphibious cyborg insects) именно здесь!
С микророботами есть проблема
🦋 Миниатюрные роботы десятилетиями обещают революцию в поисково-спасательных, шпионских и диверсионных операциях. Они могли бы легко проникать в щели разрушенных зданий, обследовать трубопроводы, искать людей под завалами и т.д.
⚡️ Но есть барьер, о который регулярно разбиваются попытки их создать — энергия. Чем меньше робот, тем меньше аккумулятор, а значит и время автономной работы. С учетом приводов, чипов, камеры и связи — микроробот просто не способен долго двигаться.
🪳 Поэтому группа безумного профессора Хиротаки Сато из Наньянского технологического университета Сингапура уже много лет идёт другим путём. Адаптируют готовую биологическую платформу, доказавшую свою жизнеспособность за миллионы лет эволюции.
🤩Таракан уже умеет ползать, лазать, плавать, пролезать в узкие щели, ориентироваться в сложной местности и практически не расходует энергию на движение. Учёным остаётся лишь добавить то, чего природе не хватало — и сотворить управляемого киборга!
Повелитель тараканов:
🪳 В 2021 году команда Сато показала систему дистанционного управления мадагаскарскими шипящими тараканами Gromphadorhina portentosa. Доктора Сальваторы XXI века подключили электроды к церкам — чувствительным придаткам на конце тараканьего брюшка.
🪳 На церках расположены специальные слуховые волоски (сенсиллы). С их помощью насекомые воспринимают вибрации воздуха и поверхности, что позволяет насекомому запускать инстинктивные реакции, типа бегства в ответ на приближение опасности.
🪳 Аналогичным образом действовала и удаленная подача электромагнитных сигналов, которые заставляли тараканов поворачивать налево или направо. Словно повинуясь повороту «джойстика».
🐛 В 2024 году исследователи продемонстрировали скоординированную работу целого роя таких таракиборгов.
🪳 В дальнейшем систему модифицировали: конструкция стала легче, электроника компактнее. На спине каждого насекомого появились миниатюрные компьютеры, аккумуляторы, радиомодули, а в некоторых вариантах — инфракрасные камеры и датчики окружающей среды.
Капитан Кусто среди тараканищ:
🚰 Однако оставалось одно серьёзное ограничение: таракиборги практически не могли работать в затопленных или бедных кислородом средах. А именно такие в большинстве возникают после землетрясений, наводнений и других крупных катастроф.
🪳 Если кто подзабыл школьный курс биологии, то у насекомых трахейная дыхательная система. Воздух поступает в множество трубочек по всему телу и оттуда O₂ диффундирует в клетки тела. Поэтому без доступа к атмосферному воздуху таракан быстро теряет способность двигаться.
🤿 Как решить противоречие? Создать акваланг!
Имею скафандр, готов путешествовать
🌟 На спине таракана размещается небольшой 3D-печатный модуль с химическим генератором кислорода. Внутри находятся перекись водорода H₂O₂ и диоксид марганца MnO₂. В результате их реакции выделяется кислород, который по четырём гибким силиконовым микротрубкам подаётся непосредственно к трахеям насекомого.
🌊 Вся система помещена в гибкий водонепроницаемый корпус, защищающий электронику и химический генератор от воды и механических воздействий.
🤿 По сути это миниатюрная система жизнеобеспечения, функционально напоминающая акваланг, хотя кислород здесь хранится не в баллоне высокого давления, а генерируется непосредственно во время работы.
Как итог: без системы жизнеобеспечения таракан сохраняет способность активно двигаться под водой примерно две минуты.
🪳 Со «скафандром» он сохранял активность до трёх часов, проходил испытательные трассы, реагировал на команды дистанционного управления и практически терял в скорости. На суше насекомые двигались примерно со скоростью 8,75 см/с, а под водой — около 7,8 см/с.
