Хлебарки-киборги с дистанционно управление са готови да правят мониторинг на опасни за човека зони (снимка: RIKEN)
Изследователи от института RIKEN в Япония създадоха хлебарки-киборги с дистанционно управление, оборудвани с малък безжичен контролен модул, който се захранва от акумулаторна батерия, прикрепена към слънчева клетка.
Въпреки механичните елементи, ултратънката електроника и гъвкавите материали позволяват на насекомите да се движат свободно като истински. Тези постижения би трябвало да помогнат за използване на насекоми-киборги в практиката, казват учените.
Насекомите-киборги могат да намерят приложение при инспектиране на опасни зони и наблюдение на околната среда. За да бъде практично използването им обаче, манипулаторите трябва да могат да ги контролират дистанционно за дълги периоди от време. Това включва безжично управление на сегментите на краката им, захранвано от малка акумулаторна батерия.
Поддържането на батерията достатъчно заредена е от решаващо значение – никой не иска внезапно излязъл извън контрол рояк от хлебарки-киборги да се разхожда наоколо. Въпреки че могат да бъдат построени „докинг-станции“ за презареждане на батериите, необходимостта от връщане и презареждане може да попречи при мисии, които са чувствителните към времето.
Затова оптималният подход е да се включи вградена слънчева клетка, която може непрекъснато да осигурява енергия. Разбира се, всичко това е по-лесно да се каже, отколкото да се направи.
За свой образец учените използвали мадагаскарски хлебарки, които са дълги приблизително 6 см. Към основното тяло те прикрепят безжичния модул за управление на краката, а литиево-полимерната батерия – към горната част на насекомото, върху гръдния кош, с помощта на специално проектирана „раница“.
Учените моделирали тялото на хлебарката и отпечатали оборудването на 3D принтер с еластичен полимер. Резултатът се оказал „раница“, която пасва идеално на извитата повърхност на хлебарката, позволявайки на твърдото електронно устройство да бъде стабилно монтирано на гръдния кош за повече от месец.
По-нататък учените изследвали как се движи тялото на хлебарката и как коремът променя формата си, при което части от екзоскелета се припокриват. Изследователите намерили начин да имитират тази гъвкавост на действителните хлебарки.
„Като се има предвид деформацията на гръдния кош и корема по време на основно движение, хибридна електронна система от твърди и гъвкави елементи в гръдния кош и ултрамеки устройства в корема изглежда е ефективен дизайн за хлебарки-киборги“, казва Кенджиро Фукуда, ръководител на научния екип от RIKEN.
„Освен това, тъй като коремната деформация не е уникална за хлебарките, нашата стратегия може да бъде адаптирана към други насекоми като бръмбари или дори към летящи насекоми като цикади в бъдеще“, допълва ученият.