Команда біхороботиків з Університету Квінсленду спільно з біомедичними інженерами Університету Нового Південного Уельсу в Австралії розробляє новий тип "параборгів" – живих комах, доповнених електронікою для виконання завдань під час пошуково-рятувальних операцій. Про це пише The Guardian.
Навіщо вчені перетворюють тарганів на кіборгів?
Йдеться про гігантських риючих тарганів виду Macropanesthia rhinoceros, який мешкає на півночі Квінсленду. На комах встановлюють легкі електронні компоненти, камери та спеціальні системи дистанційного керування.
Однак головна особливість нової конструкції полягає не лише в можливості розвідки. Кіборги отримали мініатюрні автоматичні ін'єктори, які можна активувати дистанційно. Ідея полягає в тому, щоб комахи могли проникати до людей, які опинилися під уламками після землетрусів, у зруйнованих будівлях, печерах або інших важкодоступних місцях, і доставляти їм екстрену медичну допомогу.
Біхороботик з Університету Квінсленду Тханг Во-Доан пояснив, що раніше подібні проєкти переважно використовували комах як мобільні сенсори для пошуку та дослідження території.
Кіборгів-комах розробляли для пошукових і дослідницьких місій протягом останніх кількох десятиліть. Ми хотіли зробити наступний крок. Коли вони когось знаходять, чи можуть вони насправді допомогти?, – сказав він.
Саме ця ідея стала основою нового експерименту – перетворити комаху з простого розвідувального пристрою на своєрідного мініатюрного першого рятувальника.
Наскільки добре кіборги виконують ін'єкції?
Перші результати випробувань показали, що концепція може працювати, хоча технологія поки далека від повноцінного використання під час реальних катастроф.
Під час тестів "параборги" досягли 95% успішності під час ін'єкцій на близькій відстані. У цьому випадку комаха мала розташуватися не далі ніж за 15 сантиметрів від цілі.
Коли до завдання додавали ще й навігацію – тобто кіборг повинен був самостійно дістатися до потрібної точки, правильно розташуватися та виконати ін'єкцію, – загальна успішність становила 72% випробувань. Кандидат у доктори філософії Хай Нхан Ле пояснив, що комаха повинна одночасно виконати кілька складних завдань.
"Кіборг-комаха має дістатися до цілі, точно позиціонуватися та залишатися достатньо стабільною, щоб виконати ін'єкцію", – сказав Ле.
Для живого організму, який рухається нерівномірно по уламках та інших складних поверхнях, така точність є серйозним викликом. Водночас дослідники вважають, що в реальних умовах користь від технології може переважити незвичний вигляд таких "рятувальників".
"Багатьом людям може не сподобатися вигляд гігантського таргана, який біжить у їхній бік, але якщо ви опинилися під уламками або застрягли в печері й потребуєте допомоги, це справді може стати різницею між життям і смертю", – зазначив Ле.
Що саме можуть робити комахи?
Потенційно кіборги можуть використовуватися там, де звичайні роботи або люди-рятувальники мають труднощі з доступом.
Після землетрусу, наприклад, між уламками будівель можуть залишатися вузькі порожнини, через які важко провести великого робота. Аналогічні проблеми виникають під час обвалів у печерах або інших надзвичайних ситуацій. Невеликий розмір і природна здатність тарганів пересуватися складним рельєфом дають їм перевагу перед традиційними механічними системами.
При цьому електронна система дозволяє дистанційно керувати рухом комахи та контролювати виконання необхідних завдань. Камера може використовуватися для отримання інформації про навколишнє середовище та пошуку людей.
Медичний інжектор додає до цього можливість не просто знайти постраждалого, а й потенційно надати йому невідкладну допомогу до прибуття людей. Водночас ключові медичні рішення залишаються за людиною. Технологія має доставляти допомогу в ситуаціях, коли прямий доступ до постраждалого тимчасово неможливий, а не замінювати медиків.
Чи шкодить електроніка самим тарганам?
Дослідники також приділяють увагу тому, як встановлення електроніки впливає на самих комах.
Перед встановленням електродів і мікрочипів тарганів піддають анестезії. Після завершення роботи та зняття спеціальних конструкцій вони живуть приблизно стільки ж, скільки інші таргани. Таким чином, команда намагається мінімізувати вплив експериментального обладнання на тварин.
Нові "параборги" є продовженням попередніх моделей кіборгів-комах, над якими працювали австралійські дослідники. У цьому випадку до вже наявних можливостей пошуку та навігації додали медичну функцію.
Представник Fire and Rescue NSW, суперінтендант Тім Хассіотіс, вважає, що подібна технологія потенційно може розширити можливості рятувальних служб.
"Якщо кіборги-комахи зможуть безпечно проникати в місця, куди ми не можемо потрапити, знаходити постраждалих і зрештою допомагати надавати невідкладну допомогу, у майбутньому вони можуть стати ще одним цінним інструментом міських пошуково-рятувальних операцій", – сказав він.
Чи зможуть кіборги-таргани працювати цілими роями?
Довгострокова мета команди полягає не в створенні одного універсального кіборга, а у формуванні цілих груп спеціалізованих комах.
За задумом дослідників, різні особини зможуть виконувати різні функції. Одні можуть займатися пошуком людей, інші – досліджувати територію або виконувати інші завдання, необхідні рятувальникам.
Такий підхід дозволить використовувати переваги великої кількості маленьких автономних або дистанційно керованих організмів замість одного складного робота. Во-Доан вважає, що до практичного використання такої системи ще потрібен час, але перші результати дають підстави для подальшої роботи.
"Сподіваємося, що протягом наступних 5 – 10 років ми зможемо побачити команди кіборгів-комах, які використовуються під час реальних надзвичайних ситуацій", – сказав дослідник.
Поки що йдеться лише про технологію на етапі розробки та випробувань. Результати 95% успішних ін'єкцій на близькій відстані та 72% успішних повних навігаційно-ін'єкційних завдань показують потенціал системи, але не означають готовність до масового використання.
Якщо інженерам вдасться підвищити точність навігації та стабільність комах під час виконання медичних процедур, кіборги можуть стати незвичайним доповненням до арсеналу рятувальників. Їхня головна перевага полягає в природній здатності тарганів пересуватися там, де великі роботи або люди можуть бути заблоковані.