Ученые научили кибер-тараканов дышать под водой

Подводный десант насекомых: как это работает?

Группа исследователей превратила обычных тараканов в дистанционно управляемых киборгов и разработала для них специальные миниатюрные костюмы для подводного плавания. Это преобразование фактически превращает насекомых в мощных амфибийных пехотинцев, способных проникать туда, где не могут пройти обычные механические роботы. О результатах этой необычной разработки ученые рассказали в свежем отчете, опубликованном в журнале Nature Communications.

Смотрите также Революция в робототехнике: ученые создали искусственные глаза, обладающие ключевой особенностью человеческих

Главной инженерной проблемой было обеспечение дыхания насекомых в водной среде. Несмотря на невероятную выносливость, тараканы не являются амфибиями. Чтобы решить эту проблему, команда инженеров спроектировала и напечатала на 3D-принтере специальные кислородные костюмы. Эти устройства закрывают дыхальца – поры на теле насекомого, через которые оно получает воздух.

Интересно, что ученые отказались от идеи использования тяжелых баллонов со сжатым кислородом. Вместо этого внутреннюю полость костюма заполнили смесью перекиси водорода и диоксида марганца. В ходе химической реакции эти вещества постепенно разлагаются, выделяя жизненно необходимый кислород непосредственно внутри устройства.

Конечная цель заключается в том, чтобы вывести эту технологию в космос. Это один шаг, один большой шаг к созданию космических костюмов для насекомых-киборгов. Например, для исследования поверхности Марса, 
– прокомментировал соавтор исследования Хиротака Сато из Наньянского технологического университета в Сингапуре.

Для своих экспериментов ученые выбрали мадагаскарских шипящих тараканов. Этот вид идеально подходит для роли кибернетического солдата: они чрезвычайно выносливы, имеют размер примерно с человеческий палец и живут до 5 лет. Такие характеристики позволяют им автономно существовать длительное время в суровых условиях.

Во время испытаний тараканы-водолазы продемонстрировали впечатляющие результаты: они смогли находиться под водой до 3 часов подряд. При этом скорость их передвижения по дну была почти такой же, как и на суше. По завершении подводных миссий исследователи не обнаружили никаких негативных последствий для здоровья насекомых – через несколько дней они выглядели абсолютно здоровыми.

Чтобы улучшить маневренность, инженеры пошли на радикальный шаг и имплантировали управляющий чип и крошечную батарею непосредственно в тело таракана. Предыдущие версии, в которых электроника размещалась во внешнем "рюкзаке", мешали насекомым свободно двигаться и преодолевать препятствия. Теперь тараканы стали гораздо более мобильными.

Хотя насекомые-киборги не обеспечивают такого же абсолютного контроля, как полностью механические дроны, у них есть несколько важных преимуществ. Во-первых, они значительно дешевле в производстве. Во-вторых, они невероятно энергоэффективны, ведь большую часть энергии для движения насекомое берет из пищи, а не из аккумулятора.

Ученые говорят, что в будущем первым знаком надежды для человека, оказавшегося под завалами в зоне затопления, может стать именно такой экипированный таракан, который появится из узкой щели.