Группа учёных под руководством Хиротаки Сато представила усовершенствованную систему управления киборгами-насекомыми. Ключевым нововведением стало создание 3D-печатных костюмов, обеспечивающих подачу кислорода под водой. В качестве биологической основы выбраны мадагаскарские тараканы — крупный вид, продолжительность жизни которого достигает пяти лет, а размер сопоставим с человеческим пальцем. Эти насекомые традиционно привлекают внимание специалистов в области робототехники благодаря высокой выносливости. В открытом доступе существуют наборы для самостоятельной сборки подобных систем, однако представленная разработка отличается рядом технических решений.

Изображение: futurism.com (обработано Grok)

Дыхание насекомых осуществляется через отверстия в теле, называемые спиралями. Разработанный костюм закрывает эти поры, при этом спирали у ног соединены с трубками, чтобы не ограничивать подвижность конечностей. Вместо внешнего баллона с кислородом внутри снаряжения помещена смесь пероксида водорода и диоксида марганца. В ходе химической реакции эти вещества постепенно выделяют кислород, что позволяет поддерживать дыхание насекомого в течение длительного времени.

Первоначально управляющий чип и аккумулятор размещались на внешнем корпусе, однако это снижало маневренность тараканов. В связи с этим исследователи приняли решение об имплантации электронных компонентов непосредственно в тело насекомого.

В ходе испытаний подводные тараканы демонстрировали способность передвигаться под водой до трёх часов. Скорость движения при этом незначительно отличалась от показателей на суше. По завершении экспериментов учёные не зафиксировали негативных последствий для здоровья насекомых.

По словам Хиротаки Сато, в долгосрочной перспективе разработка может быть использована для создания систем, пригодных для планетарных миссий, например, для изучения поверхности Марса. В ближайшие годы предполагается применение технологии в зонах стихийных бедствий, где затопление затрудняет работу обычной техники.

Следует отметить, что управление биологическими агентами уступает механическим роботам по точности, однако такие системы дешевле в производстве и потребляют меньше энергии, что делает их привлекательной альтернативой для ряда задач. Статья опубликована в журнале Nature Communications.