Киборги-тараканы могут спасать людей из-под завалов – как работает необычная технология

Команда специалистов по биороботам из Университета Квинсленда совместно с биомедицинскими инженерами Университета Нового Южного Уэльса в Австралии разрабатывает новый тип"параборгов" – живых насекомых, оснащенных электроникой для выполнения задач в ходе поисково-спасательных операций. Об этом пишет The Guardian.

Зачем ученые превращают тараканов в киборгов?

Речь идет о гигантских роющих тараканах вида Macropanesthia rhinoceros, обитающих на севере Квинсленда. На насекомых устанавливают легкие электронные компоненты, камеры и специальные системы дистанционного управления.

Однако главная особенность новой конструкции заключается не только в возможности разведки. Киборги получили миниатюрные автоматические инжекторы, которые можно активировать дистанционно. Идея заключается в том, чтобы насекомые могли проникать к людям, оказавшимся под обломками после землетрясений, в разрушенных зданиях, пещерах или других труднодоступных местах, и оказывать им экстренную медицинскую помощь.

Энтоморобот из Университета Квинсленда Тханг Во-Доан пояснил, что ранее в подобных проектах насекомых в основном использовали в качестве мобильных датчиков для поиска и исследования территории.

Киборгов-насекомых разрабатывали для поисковых и исследовательских миссий на протяжении последних нескольких десятилетий. Мы хотели сделать следующий шаг. Когда они кого-то находят, могут ли они на самом деле помочь? – сказал он.

Именно эта идея легла в основу нового эксперимента – превратить насекомое из простого разведывательного устройства в своеобразного миниатюрного спасателя.

Насколько хорошо киборги выполняют инъекции?

Первые результаты испытаний показали, что концепция может работать, хотя технология пока далека от полноценного использования во время реальных катастроф.

Во время тестов "параборги" достигли 95% успешности при инъекциях с близкого расстояния. В этом случае насекомое должно было расположиться не далее чем в 15 сантиметрах от цели.

Когда к задаче добавлялась еще и навигация – то есть киборг должен был самостоятельно добраться до нужной точки, правильно расположиться и выполнить инъекцию, – общая успешность составила 72% испытаний. Кандидат философских наук Хай Нхан Ле пояснил, что насекомое должно одновременно выполнить несколько сложных задач.

"Киборг-насекомое должно добраться до цели, точно позиционироваться и оставаться достаточно устойчивым, чтобы выполнить инъекцию", – сказал Ле.

Для живого организма, который движется неравномерно по обломкам и другим сложным поверхностям, такая точность представляет собой серьезный вызов. В то же время исследователи считают, что в реальных условиях польза от технологии может перевесить непривычный вид таких "спасателей".

"Многим людям может не понравиться вид гигантского таракана, бегущего в их сторону, но если вы оказались под обломками или застряли в пещере и нуждаетесь в помощи, это действительно может стать разницей между жизнью и смертью", – отметил Ле.

Что именно могут делать насекомые?

Потенциально киборги могут использоваться там, где обычные роботы или спасатели сталкиваются с трудностями доступа.

После землетрясения, например, между обломками зданий могут оставаться узкие проходы, через которые трудно пропустить большого робота. Аналогичные проблемы возникают при обвалах в пещерах или других чрезвычайных ситуациях. Небольшой размер и естественная способность тараканов передвигаться по сложному рельефу дают им преимущество перед традиционными механическими системами.

При этом электронная система позволяет дистанционно управлять движением насекомого и контролировать выполнение необходимых задач. Камера может использоваться для сбора информации об окружающей среде и поиска людей.

Медицинский инжектор добавляет к этому возможность не просто найти пострадавшего, но и потенциально оказать ему неотложную помощь до прибытия людей. В то же время ключевые медицинские решения остаются за человеком. Технология должна оказывать помощь в ситуациях, когда прямой доступ к пострадавшему временно невозможен, а не заменять медиков.

Вредит ли электроника самим тараканам?

Исследователи также уделяют внимание тому, как установка электроники влияет на самих насекомых.

Перед установкой электродов и микрочипов тараканов подвергают анестезии. После завершения работы и снятия специальных конструкций они живут примерно столько же, сколько и другие тараканы. Таким образом, команда пытается минимизировать влияние экспериментального оборудования на животных.

Новые"параборги" являются продолжением предыдущих моделей киборгов-насекомых, над которыми работали австралийские исследователи. В данном случае к уже имеющимся возможностям поиска и навигации добавили медицинскую функцию.

Представитель Fire and Rescue NSW, суперинтендант Тим Хассиотис, считает, что подобная технология потенциально может расширить возможности спасательных служб.

"Если киборги-насекомые смогут безопасно проникать в места, куда мы не можем попасть, находить пострадавших и, в конечном итоге, помогать оказывать неотложную помощь, в будущем они могут стать еще одним ценным инструментом городских поисково-спасательных операций", – сказал он.

Смогут ли киборги-тараканы работать целыми роями?

Долгосрочная цель команды заключается не в создании одного универсального киборга, а в формировании целых групп специализированных насекомых.

По замыслу исследователей, разные особи смогут выполнять разные функции. Одни могут заниматься поиском людей, другие – исследовать территорию или выполнять другие задачи, необходимые спасателям.

Такой подход позволит использовать преимущества большого количества маленьких автономных или дистанционно управляемых организмов вместо одного сложного робота. Во-Доан считает, что до практического использования такой системы еще нужно время, но первые результаты дают основания для дальнейшей работы.

"Надеемся, что в течение следующих 5–10 лет мы сможем увидеть отряды киборгов-насекомых, задействованных в реальных чрезвычайных ситуациях", – сказал исследователь.

Пока речь идет лишь о технологии, находящейся на этапе разработки и испытаний. Результаты – 95 % успешных инъекций с близкого расстояния и 72 % успешных полных навигационно-инъекционных задач – демонстрируют потенциал системы, но не означают готовности к массовому использованию.

Если инженерам удастся повысить точность навигации и стабильность насекомых при выполнении медицинских процедур, киборги могут стать необычным дополнением к арсеналу спасателей. Их главное преимущество заключается в естественной способности тараканов передвигаться там, где большие роботы или люди могут оказаться заблокированными.