Αποδεικνύοντας για άλλη μια φορά ότι οι τρελοί επιστήμονες δεν είναι απλώς μια εφεύρεση του Χόλιγουντ, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει στολές κατάδυσης για το σμήνος από κατσαρίδες cyborg.
Οι μικροσκοπικές στολές με τρισδιάστατη εκτύπωση με ηλεκτρικά εμφυτεύματα θα επιτρέψουν στα τηλεκατευθυνόμενα έντομα να επιβιώσουν χωρίς οξυγόνο για έως και τρεις ώρες.
Οι επιστήμονες έστειλαν αυτά τα ρομπότ ζωύφια να σέρνονται κάτω από το νερό και μέσα από σήραγγες γεμάτες με αποπνικτικό CO2 χωρίς αρνητικές επιπτώσεις.
Στο μέλλον, οι στολές τους θα μπορούσαν ακόμη και να προσαρμοστούν για να επιβιώσουν στις σκληρές συνθήκες του διαστήματος και να επιτρέψουν στα ανατριχιαστικά ερπυστριοφόρα να εξερευνήσουν την επιφάνεια του Άρη.
Προς το παρόν, ωστόσο, οι επιστήμονες λένε ότι τα έντομα cyborg θα μπορούσαν να είναι μια ανεκτίμητη ομάδα κατά τη διάρκεια των επιχειρήσεων έρευνας και διάσωσης.
Αν και ακούγεται τραβηγμένο, 10 επαυξημένες κατσαρίδες χρησιμοποιήθηκαν για να βοηθήσουν στην εύρεση επιζώντων στο πλαίσιο της Επιχείρησης Lionheart μετά τον σεισμό της Μιανμάρ το 2025.
Εξοπλισμένοι με τις δικές τους μικροσκοπικές δεξαμενές οξυγόνου, οι ερευνητές λένε ότι αυτά τα σφάλματα ρομπότ θα μπορούν να φτάσουν σε ακόμα πιο απρόσιτα μέρη.
Ο επικεφαλής ερευνητής Καθηγητής Hirotaka Sato του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Nanyang στη Σιγκαπούρη είπε: «Με την προσαρμογή των παραμέτρων λειτουργίας των εντόμων cyborg ώστε να περιλαμβάνουν υποβρύχια ταξίδια, πιστεύουμε ότι μπορούν να βελτιώσουν τις προσπάθειες έρευνας και διάσωσης».
Ερευνητές στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang στη Σιγκαπούρη ανέπτυξαν μικροσκοπικές στολές κατάδυσης που επιτρέπουν στις κατσαρίδες cyborg να εξερευνήσουν υποβρύχια ερείπια.
Ενώ οι στόχοι τους για έρευνα και διάσωση είναι ήδη φιλόδοξοι, οι ερευνητές θέλουν να προετοιμάσουν τα cyborg τους για να εξερευνήσουν ακόμη πιο επικίνδυνα περιβάλλοντα.
Ο καθηγητής Sato Dr νέος επιστήμονας: «Ο απώτερος στόχος είναι να (πάρουμε αυτήν την τεχνολογία) στο διάστημα.
Είναι ένα βήμα, ένα μεγάλο βήμα, προς τις διαστημικές στολές για έντομα cyborg. Για παράδειγμα, η εξερεύνηση στην επιφάνεια του Άρη ».
Ενώ τα ρομπότ θεωρούνται συχνά ως το μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος, τα cyborg είναι πολύ πιο ενεργειακά αποδοτικά, φθηνότερα στην κατασκευή και μπορούν να επιβιώσουν περισσότερο χωρίς ρεύμα.
Ωστόσο, οι διαστημικές υπηρεσίες ενδέχεται να αντιταχθούν στη χρήση ζωντανών οργανισμών με το σκεπτικό ότι ενδέχεται να μολύνουν εξωγήινους πλανήτες με βιολογικό υλικό.
Αυτό θα μπορούσε να είναι ένα «ψευδώς θετικό» σε επακόλουθες αναζητήσεις για σημεία ζωής, μια μεγάλη φιλοδοξία για την εξερεύνηση του Άρη.
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να δοκιμάσει τις στολές κατάδυσης σε περιβάλλοντα που μπορεί να συναντήσουν οι κατσαρίδες στο διάστημα.
Αυτά περιλαμβάνουν πολύ χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες, κενά χωρίς αέρα και έντονη έκθεση σε ακτινοβολία.
Οι κατσαρίδες Cyborg (στη φωτογραφία) έχουν μικροσκοπικά ηλεκτρόδια ενσωματωμένα στο σώμα τους που επιτρέπουν στους επιστήμονες να τις ελέγχουν εξ αποστάσεως με μικροσκοπικά ηλεκτρικά σήματα.
Το 2021, ο καθηγητής Sato και οι συν-ερευνητές του ήταν οι πρώτοι που έδειξαν ότι μπορούσαν να μεταμορφώσουν τις κατσαρίδες της Μαδαγασκάρης που σφύριζαν σε μικροσκοπικά cyborg τοποθετώντας τις σε ηλεκτρικά σακίδια.
Αυτά επιτρέπουν στις κατσαρίδες να ελέγχονται εξ αποστάσεως με την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος στα αισθητήρια όργανα γνωστά ως cerci.
Όταν εφαρμόζεται ρεύμα είτε στο αριστερό είτε στο δεξί cerci, η κατσαρίδα περιστρέφεται προς αυτή την κατεύθυνση, επιτρέποντας στους επιστήμονες να χειριστούν τη δημιουργία τους cyborg με εκπληκτική ακρίβεια.
Αργότερα, το 2024, ο καθηγητής Sato ανέπτυξε περαιτέρω την ιδέα πιλοτάροντας ένα σμήνος 20 εντόμων cyborg που συντονίζονται για να αποφεύγουν τα εμπόδια και το ένα το άλλο.
Αν και μπορεί να ακούγεται τρελό, το να αρπάξετε ένα έντομο είναι στην πραγματικότητα μια έξυπνη λύση για μια αποστολή έρευνας και διάσωσης.
Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα απλώς λένε στην κατσαρίδα πού να πάει, ενώ οι μύες του ίδιου του εντόμου κάνουν όλη τη βαρύτητα.
Αυτό σημαίνει ότι τα cyborgs χρησιμοποιούν πολύ λιγότερη ενέργεια από τα ρομπότ παρόμοιου μεγέθους, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν περισσότερο χωρίς ανεφοδιασμό, ενώ έχουν μικρότερη μπαταρία.
Οι κατσαρίδες είναι επίσης απίστευτα σκληρές, έχουν τη δική τους παροχή καυσίμου και έχουν αντανακλαστικά που τους επιτρέπουν να κινούνται σε ανώμαλο έδαφος και να αποφεύγουν τα εμπόδια πολύ καλύτερα από οποιοδήποτε ρομπότ.
Τα cyborgs ελέγχονται με την εφαρμογή ηλεκτρικών ρευμάτων σε αισθητήρια όργανα γνωστά ως cerci. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα στο αριστερό ή στο δεξί cerci, η κατσαρίδα περιστρέφεται προς αυτή την κατεύθυνση
Το μόνο πρόβλημα είναι ότι, σε αντίθεση με τα ρομπότ, τα cyborg εξακολουθούν να τροφοδοτούνται από το αναπνευστικό σύστημα του ίδιου του εντόμου και δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε περιοχές χωρίς οξυγόνο.
Οι κατσαρίδες, όπως και πολλά άλλα έντομα, δεν αναπνέουν από τους πνεύμονές τους, αλλά από μικρές τρύπες που ονομάζονται σπειροειδή.
Εάν αυτά μπλοκαριστούν από αέρια όπως το νερό ή το CO2, τα cyborg σύντομα καταρρέουν και σταματούν να ανταποκρίνονται σε εντολές.
«Αυτό είναι σημαντικό γιατί οι πραγματικές τοποθεσίες καταστροφής μπορεί να είναι δύσκολες μετά από δυνατή βροχή ή πλημμύρες, με μπάζα, αποχετεύσεις και στενά κενά που εμποδίζουν τις διαδρομές πρόσβασης», είπε ο καθηγητής Sato.
Η λύση, φυσικά, ήταν να δημιουργηθούν μικροσκοπικές στολές κατάδυσης για λεγεώνες από κατσαρίδες cyborg.
Ο καθηγητής Sato είπε: «Η νέα μας στολή κατάδυσης εντόμων λειτουργεί σαν δεξαμενή οξυγόνου που χρησιμοποιείται από ανθρώπους δύτες».
Εκεί που διαφέρει από τις δεξαμενές κατάδυσης που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι είναι ότι οι κατσαρίδες δεν έχουν δεξαμενές αέρα υπό πίεση.
Αντίθετα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα σφουγγάρι επικαλυμμένο με μια μικρή ποσότητα αραιωμένου υπεροξειδίου του υδρογόνου και έναν καταλύτη, ο οποίος δημιουργεί συνεχώς μια σταθερή παροχή οξυγόνου.
Η στολή κατάδυσης προστατεύει τις οπές αναπνοής των εντόμων και περιέχει μια μικρή γεννήτρια οξυγόνου που τα τροφοδοτεί με αέρα για έως και τρεις ώρες.
Προς το παρόν, οι κατσαρίδες προορίζονται για χρήση σε υποβρύχιες αποστολές έρευνας και διάσωσης, αλλά στο μέλλον μπορεί να έχουν ρόλο στην εξερεύνηση μακρινών πλανητών.
Επίσης, δεδομένου ότι το εύκαμπτο κέλυφος μπορεί να εμποδίσει τα πόδια του ζωύφιου, η στολή χρησιμοποιεί τέσσερις μικρούς σωλήνες για να μεταφέρει αέρα στα σπειροειδή του θώρακα.
Ο συν-συγγραφέας καθηγητής Shinjiro Umezu του Πανεπιστημίου Waseda είπε: «Η κύρια πρόκληση της μηχανικής ήταν να δημιουργηθεί ένα σύστημα που είναι μικρό, ελαφρύ και αρκετά ευέλικτο ώστε τα έντομα να παράγουν αρκετό οξυγόνο για να κινούνται κάτω από το νερό για μεγάλες χρονικές περιόδους.
«Αυτό επιτρέπει στο έντομο να διατηρεί τη φυσική του κινητικότητα και προστατεύεται από περιβάλλοντα στα οποία κανονικά δεν θα επιβίωνε».
Εφοδιασμένοι με τα νέα τους κοστούμια, τα cyborgs ήταν σε θέση να περπατούν κάτω από το νερό για έως και τρεις ώρες κάθε φορά σε βάθη έως και 50 εκατοστών και να περνούν μέσα από σήραγγες γεμάτες με CO2.
Σημειωτέον, το ότι ήταν κάτω από το νερό μόλις και μετά βίας επιβράδυνε τα έντομα που κατοικούσαν στη στεριά, με την ταχύτητα του ντυμένου σάιμποργκ να πέφτει από 87,5 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο σε 78,4 χιλιοστά το δευτερόλεπτο.
Και ενώ οι κατσαρίδες δεν έδειξαν καμία αρνητική αντίδραση στην εξερεύνηση ενός τόσο αφύσικού περιβάλλοντος, παρατηρήθηκαν πέντε έντομα που ήταν ακόμα υγιή τρεις ημέρες μετά τη χρήση των κοστουμιών.
Επιτρέπει σε σμήνη από κατσαρίδες ρομπότ να περάσουν μέσα από ερείπια, κτίρια που κατέρρευσαν και πλημμυρισμένες περιοχές μετά από φυσικές καταστροφές.
