Тарган-кіборг у мініатюрному аквалангу провів під водою три години

Тарган-кіборг у мініатюрному аквалангу, що самостійно виробляв кисень для комахи, провів під водою три години. За цей час під керівництвом оператора через електронний контролер до комахи надходили команди, тож вона змогла пройти вузьким тунелем під водою. Таких кіборгів сподіваються залучити для пошуково-рятувальних робіт під водою й обстеження підводних трубопроводів та інших установок. Дослідження опублікували в журналі Nature Communications.

Як для таргана облаштували акваланг?

Для експерименту науковці використали мадагаскарського шиплячого таргана (Gromphadorhina portentosa). Костюм для комахи складався з гнучкої водонепроникної оболонки на черевці, хімічного генератора кисню та трубок, що підводять газ до двох пар грудних дихалець. Усередині генератора кисню розташований шматочок целюлозної губки, на який нанесено діоксид марганцю — каталізатор, який пришвидшує розщеплення тривідсоткового перекису водню на воду й кисень. Тефлонова мембрана з порами у 0,22 мікрометра випускає назовні лише газ, утримуючи воду всередині. Уся ця конструкція важить 5,5 грама, тоді як комаха витримує вагу до 15.

Одна заправка забезпечує комасі 6,2 мілілітра кисню. Концентрація всередині оболонки досягає 47 відсотків за вісім хвилин після введення перекису і тримається близько 15 відсотків протягом трьох годин. Тоді як без генератора рівень кисню падає до шести відсотків уже за годину, близько до критичного п'ятивідсоткового порогу. У тунелі довжиною 1,7 метра з двома секціями — заповненою вуглекислим газом і заповненою водою — усі три таргани у костюмах пройшли весь маршрут, а контрольні таргани без костюма задихалися за 45 секунд.

На суходолі швидкість руху таргана-кіборга становила 87,5 міліметра на секунду, під водою — 78,4 міліметра, що швидше за більшість сучасних мініатюрних роботів, здатних пересуватися по суші й під водою. Костюм витримав падіння з висоти до одного метра і занурення до 50 сантиметрів без втрати герметичності. Для проникнення у щілини шириною два сантиметри інженери застосували раніше розроблену конфігурацію, де рюкзак з електронікою і батарею хірургічно імплантували всередину тіла таргана, щоб ніщо не виступало назовні.

Що робили з тарганами-кіборгами раніше

🔋 Щоб зробити таких тарганів більш автономними, науковці обладнали їх сонячними батареями, заряду яких достатньо для роботи модуля керування комахою.

🧠 Також дослідники випробували метод, у якому тарганом-кіборгом керують без втручання в нервову систему — лише зовнішніми стимулами.

🪳 Інженерам вдалося покерувати цілим роєм таких тарганів, змусивши їх усіх рухатися в потрібному напрямку.

🤖 Нещодавно науковцям вдалося покерувати тарганом-кіборгом за допомогою штучного інтелекту, що враховував стан самої комахи та підганяв тільки тоді, коли потрібно.