MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Учёные из Наньянского технологического университета (Nanyang Technological University) в Сингапуре совместно с коллегами из Японии разработали миниатюрный «водолазный костюм» для тараканов-киборгов, который позволяет этим сухопутным насекомым безопасно находиться под водой до трёх часов. Ранее учёные показали возможность дистанционного управления тараканами на суше с помощью вживлённых в них электродов. Теперь их научили дайвингу.
Источник изображения: Nanyang Technological University
В качестве «биологической платформы» для экспериментов снова был использован мадагаскарский шипящий таракан Gromphadorhina portentosa — крупный, бескрылый и достаточно выносливый вид, удобный для установки относительно большого электронного блока управления. Идея подобных решений в том, что электронике не нужно приводить в движение электромоторы со значительным потреблением дефицитной энергии. Она лишь задаёт направление движения живому насекомому, а его мышцы, питание и базовые навыки передвижения уже «встроены» природой, поэтому энергопотребление насекомых-киборгов намного ниже, чем у миниатюрных роботов на элементах питания.
Поскольку подобные роевые платформы с использованием насекомых-киборгов предназначены для разведки, например, для поиска людей в зоне бедствий, зачастую им придётся сталкиваться с водными преградами, которые обычные тараканы предпочтут обойти, если смогут. Для учёных из Сингапура стало вызовом обеспечить своих тараканов снаряжением для погружения и дыхания под водой.
Тараканы получают кислород не через лёгкие, а через дыхальца связанные с трахейной системой. При погружении в воду они не могут извлекать растворённый в ней кислород, как водные насекомые. Созданный учёными костюм состоит из трёх основных частей: гибкой водонепроницаемой оболочки, кислородного генератора и четырёх силиконовых трубок, которые подводят газ к грудным дыхальцам. Кислород получают химически: в напечатанном на 3D-принтере резервуаре перекись водорода разлагается на воду и кислород под действием катализатора из диоксида марганца (MnO2). Такое решение уменьшает массу решения и делает ненужной систему регулирования подачи кислорода.
В процессе испытаний приспособление действительно превратило таракана-киборга в подводного пловца. Без костюма контрольное насекомое под водой теряло подвижность примерно через минуту или чуть позже, тогда как особи в костюме сохраняли жизнеспособность и возможность дистанционного управления в течение 2–3 часов. Интересно, что скорость передвижения под водой снизилась незначительно (сильнее всего — на поворотах): с 87,5 мм/с на суше до 78,4 мм/с под водой.
Для имитации зоны бедствия исследователи проверили систему в 1,7-метровом туннеле с участком, заполненным углекислым газом, и затопленной зоной: тараканы-киборги в костюмах успешно проходили обе опасные области во всех трёх независимых испытаниях. Но учёные смотрят намного дальше — они мечтают создать для насекомых-разведчиков космические скафандры, выдерживающие вакуум и холод космического пространства. Это поможет вести разведку на Марсе и других планетах на более высоком уровне. Следующий костюм будет уже для таракана-космонавта, обещают разработчики — они уже работают над его проектом.
Источник:
