Тараканов превратили в киборгов для спасения людей: насекомые помогут находить пострадавших при массовых завалах в труднодоступных местах.
Известно, что тараканы могут проникать в дома через мельчайшие щели, и эта врождённая способность вечных вредителей навела учёных из Сингапура на мысль использовать их навыки в благих целях. Инженеры решили превратить надоедливое насекомое в союзника спасателей на местах стихийных бедствий и различных катастроф.
Поскольку сингапурские тараканы не превышают 4 см в длину, команда Наньянского технологического университета (NTU) решила использовать мадагаскарских шипящих тараканов (род Gromphadorhina), которые на 2 см длиннее местных.
Этот размер оказался подходящим, чтобы учёные снабдили таракана специальным «рюкзачком» весом 5,5 грамма, состоящим из нескольких датчиков, в том числе тех, которые могут предупреждать о присутствии газов, таких как диоксид углерода.
«Насекомых-киборгов» также оснастили небольшой инфракрасной камерой, которая может обнаруживать живых людей, улавливая температурные сигнатуры. Идея состоит в том, чтобы выпустить группу из тараканов на место какого-либо бедствия. По оценкам команды, на поисково-спасательной площади площадью около пяти квадратных километров необходимо примерно 500 тараканов.
«Сингапур был первой страной, которая направила свою
спасательную команду в Японию, когда 11 марта 2011 года произошло сильное землетрясение на северо-востоке страны. В том же году мне была присвоена должность доцента в Наньяне, и при поддержке NTU я начал свои исследования "насекомых-киборгов". С тех пор я был серьезно мотивирован использовать свои технологии для участия в спасательных миссиях Сингапура», – сообщил Хиротака Сато, ведущий автор исследования.
По словам Онга Ка Хинга, заместителя директора Экспертного центра робототехники, автоматизации и беспилотных систем NTU, поисково-спасательным группам приходится работать в сложных ситуациях наперегонки со временем, чтобы найти выживших. Он отметил, что в таких ситуациях могут помочь миниатюрные роботы, но они не способны продержаться достаточно долго из-за большого энергопотребления для движения.
«Развертывание команды гибридных роботов-насекомых (или киборгов), которые могут перемещаться в небольших и ограниченных пространствах, опасных и недоступных для людей, защитит наших передовых спасателей и повысит гибкость и эффективность операций», – говорит Ка Хинг.
Мадагаскарские шипящие тараканы – выносливые существа, которые способны выдерживать в 10 раз больше радиации, чем люди, а также жить до семи дней без головы, поскольку они могут дышать через дыхальца на боку.
Доцент Хиротака Сато (сидит справа) и его команда
Контейнеры с тараканами в лаборатории NTU
Пока работы над тараканами проводятся вручную
Сейчас около двух сотен этих тараканов живут в контейнерах в лаборатории Школы машиностроения и аэрокосмической техники NTU. Влажность и температура в контейнерах подобраны так, чтобы имитировать их естественную среду обитания. Эти тараканы были импортированы, и им требуется всего около четырёх месяцев, чтобы вырасти до размеров взрослой особи.
В своих экспериментах команда анестезировала насекомое, соскабливала слой на его спинке и закрепляла два электрода и микрочип. Через некоторое время таракан приходил в сознание.
Микрокомпьютер в «рюкзаке» насекомого выводил электрические сигналы на нервно-мышечные участки таракана для управления его движением.
Исследование находится на стадии разработки, и инженеры работают над оптимизацией чипа и датчиков. В дальнейшем исследователи планируют массовое производство тараканов-киборгов.
Профессор Сато говорит, что в идеале весь производственный процесс киборгов должен быть автоматизирован и безошибочен. Он также надеется включить использование солнечных батарей и биотопливных элементов для зарядки батареи, чтобы продлить время работы рюкзака.
Источник
