Oddychają. Podwodny. Wszystko za sprawą maleńkiego, szytego na miarę skafandra do nurkowania.
To nie tylko dziwna metoda zwalczania szkodników. To krok w kierunku stworzenia rojów cyborgów zdolnych eksplorować Marsa czy strefy zalewowe. W obu tych środowiskach brakuje warunków niezbędnych do przetrwania większości form życia.
Zespołem z Nanyang Technological University w Singapurze kieruje Hirotaka Sato. W 2021 roku po raz pierwszy udowodnili, że można kontrolować syczące karaluchy madagaskarskie. Implanty elektryczne wbudowano w narządy zmysłów zwane cerci. Następnie przystąpili do kontrolowania 20 owadów. Koordynacja zadziałała: rój ruszył jak jeden.
Inżynierom trudno jest stworzyć mikrodrony. Odtworzenie natury na taką skalę jest trudne. Odruchy mogą być nieprzewidywalne, unikanie przeszkód wymaga intuicji, a baterie szybko się rozładowują. Karaluchy mają to wszystko w pakiecie: sprawną lokomocję, „naturalne” paliwo i gotowość do działania w sytuacjach awaryjnych.
Jednak klęski żywiołowe często wiążą się z wodą. Są powodzie. Sato nie był zadowolony z tego ograniczenia, więc jego zespół je usunął.
Karaluchy oddychają przez otwory zwane stygmatami, które znajdują się na klatce piersiowej i brzuchu. Jeśli woda dostanie się do tych otworów, owad utonie. Czysta fizyka. Zespół wydrukował wodoodporną skorupę z żywicy. Obejmuje znamiona brzuszne. Węże wychodzą do przodu i łączą się bezpośrednio ze stygmatami na klatce piersiowej. Gdyby zakrywały całe ciało, nogi byłyby skute. Mechanika ma znaczenie.
Nie ma tu butli z tlenem. Są zbyt ciężkie i nieporęczne.
Zamiast tego stosuje się mieszaninę nadtlenku wodoru i dwutlenku manganu. Zachodzi reakcja chemiczna: nadtlenek rozkłada się, uwalniając pęcherzyki tlenu. Owad oddycha. System wytrzymuje trzy godziny pracy na głębokości do 50 centymetrów.
Pięć przedmiotów. Wszyscy są zdrowi. Trzy dni później nadal szli. Nie stwierdzono żadnych skutków ubocznych.
Prędkość? Na lądzie karaluchy rozwijają się z prędkością 87,5 mm/s. Pod wodą prędkość spadła do 78,4 mm/s. Strata jest niewielka. Poruszały się naturalnie, co było miłym zaskoczeniem.
Teraz Sato ma szerszą perspektywę. Celem jest przestrzeń. Próżnia, promieniowanie, ekstremalne zimno i ciepło. Chce przetestować kombinezony pod tymi siłami.
„To swego rodzaju krok… w stronę stworzenia skafandrów kosmicznych dla owadów-cyborgów”.
Po co nam takie kłopoty?
Ponieważ roboty potrzebują energii. I w dużych ilościach. Alan Winfield z Uniwersytetu Zachodniej Anglii zauważa, że energia jest zawsze głównym problemem. Wciąż. Małe baterie szybko się wyczerpują. Karaluch je, szuka pożywienia i pracuje w nieskończoność, bez konieczności jego ładowania.
Ale jest niuans. Agencje kosmiczne mogą się zaniepokoić. Wysyłanie ziemskich owadów na Marsa stwarza ryzyko skażenia. Mikroorganizmy mogą się do nich „przylgnąć”. Zasady ochrony planetarnej mogą zablokować taką misję.
Czy to oznacza, że ograniczymy się do zastosowań na Ziemi?
Prawdopodobnie na początku tak. Monitorowanie środowiska wymaga „oczu”, które potrafią działać pod wodą, są trwałe, autonomiczne i energooszczędne. Technologie są gotowe. Biologia jest gotowa.
Musimy tylko zdecydować, gdzie je najpierw wysłać. 🐜💧
