Ученые создали тараканов-киборгов, управляемых солнечной энергией

В будущем тараканы могут быть использованы в поисково-спасательных операциях или для мониторинга окружающей среды.

Этот таракан-киборг проделывает огромную работу.

Первое, что нужно знать о мадагаскарском шипящем таракане, черно-коричневом беспозвоночном длиной примерно с ваш указательный палец, — это то, что он соответствует своему названию. Когда он чувствует угрозу, он издает шипение, быстро пропуская воздух через отверстия в спине. В результате получается нечто, напоминающее погремушку змеиного хвоста. Странно, но круто.

Второе, что нужно знать о мадагаскарском шипящем таракане, это то, что ученые использовали его для создания насекомых-киборгов, которых однажды можно будет использовать для наблюдения за окружающей средой или для помощи в городских поисково-спасательных операциях после стихийного бедствия. Тоже странно. Тоже круто.

В новом исследовании, опубликованном в понедельник в журнале npj Flexible Electronics, международная группа исследователей показала, что разработала систему для дистанционного управления ногами тараканов издалека.

Система, которая по сути представляет собой рюкзак таракана, подключенный к нервной системе существа, имеет выходную мощность примерно в 50 раз выше, чем предыдущие устройства, и построена на основе ультратонкого и гибкого солнечного элемента, который не препятствует движению таракана. Нажатие кнопки вызывает удар по рюкзаку, который заставляет таракана двигаться в определенном направлении.

Если ты напуган, позволь мне объяснить.

Тараканы-киборги — не новая идея. Еще в 2012 году исследователи из Университета штата Северная Каролина экспериментировали с мадагаскарскими шипящими тараканами и беспроводными рюкзаками, показав, что этими тварями можно дистанционно управлять, чтобы они шли по дорожке.

Ученые делают это, прикрепляя рюкзак и подсоединяя провода к «церкам» таракана, двум придаткам на конце брюшка, которые по сути являются сенсорными нервами. Один слева, один справа. Предыдущие исследования показали, что электрические импульсы с любой стороны могут стимулировать таракана двигаться в этом направлении, что дает исследователям некоторый контроль над передвижением.

Но чтобы отправлять и получать сигналы, рюкзак необходимо запитать. Возможно, вы сможете использовать батарею, но в конечном итоге батарея разрядится, и таракан-киборг сможет свободно исчезнуть в опавших листьях.

Команда Riken разработала систему, работающую на солнечной энергии и перезаряжаемую. К грудной клетке (верхнему сегменту тела) таракана они прикрепили батарею и модуль стимуляции. Это был первый шаг. Вторым шагом было убедиться, что модуль солнечных батарей прикрепится к брюшку таракана, сегментированной нижней части его тела.

Хотя люди разработали оптимальные способы ношения рюкзака, с насекомыми дела обстоят иначе. Например, сегментированная природа брюшка таракана дает ему возможность искажаться или переворачиваться, если он попадет в волосистую ситуацию. Если вы шлепнете по нему липкий рюкзак или зарядный элемент, вы ограничите его движение и лишите его способности маневрировать.

Чтобы преодолеть эту проблему, команда Riken протестировала ряд тонких электронных пленок, подвергнув своих тараканов множеству экспериментов и наблюдая, как тараканы двигаются в зависимости от толщины пленки. Это помогло им выбрать модуль примерно в 17 раз тоньше человеческого волоса. Он прикреплялся к животу, не сильно ограничивая степень свободы тараканов, а также оставался там около месяца, значительно переживая предыдущие системы.

Затем самое интересное (я полагаю): дистанционное управление насекомыми.

Исследователь нажимает кнопку на передающем устройстве, посылая таракану сигнал «повернуть направо».

В серии экспериментов команда продемонстрировала, как система может направлять таракана по своему желанию с помощью беспроводной системы. Вы можете видеть это выше.

И на данный момент это все, что у них есть.

«Существующая система имеет только беспроводную систему управления передвижением, поэтому ее недостаточно для подготовки таких приложений, как городское спасение», — сказал Кенджиро Фукуда, эксперт по гибкой электронике из японской компании Riken. «Интегрируя другие необходимые устройства, такие как датчики и камеры, мы можем использовать наших насекомых-киборгов для таких целей».