Они дышат. Под водой. Всё благодаря крошечному кастомному водолазному костюму.
Речь идёт не просто о странном методе борьбы с вредителями. Это шаг к созданию роев киборгов, способных исследовать Марс или зоны затопления. В обеих этих средах отсутствуют условия, необходимые для выживания большинства форм жизни.
Командой из Технологического университета Наньян в Сингапуре руководит Хиротака Сато. В 2021 году они впервые доказали, что можно управлять мадагаскарскими шипящими тараканами. Электрические импланты были встроены в чувствительные органы, называемые церками. Затем они перешли к контролю над 20 насекомыми. Координация сработала: рой двигался как единое целое.
Инженерам сложно создавать микродронов. Повторить природу в таком масштабе трудно. Рефлексы бывают непредсказуемыми, уклонение от препятствий требует интуиции, а аккумуляторы быстро разряжаются. У тараканов же всё это заложено из коробки: эффективная локомоция, «естественное» топливо и готовность к действиям в условиях ЧС.
Но стихийные бедствия часто связаны с водой. Бывают наводнения. Сато не устраивало это ограничение, поэтому его команда его устранила.
Тараканы дышат через отверстия, называемые стигмами, расположенные на груди и брюшке. Если вода попадает в эти отверстия, насекомое тонет. Чистая физика. Команда напечатала водонепроницаемую оболочку из смолы. Она закрывает брюшные стигмы. Шланги проходят вперёд и соединяются напрямую со стигмами на груди. Если бы они покрыли всё тело, ноги были бы скованы. Механика имеет значение.
Баллонов с кислородом здесь нет. Они слишком тяжелые и громоздкие.
Вместо этого используется смесь пероксида водорода и диоксида марганца. Происходит химическая реакция: пероксид разлагается, выделяя пузырьки кислорода. Насекомое дышит. Системы хватает на три часа работы на глубине до 50 сантиметров.
Пятеро испытуемых. Все здоровы. Спустя три дня они всё ещё ходили. Побочных эффектов не выявлено.
Скорость? На суше тараканы развивают 87,5 мм/с. Под водой показатель упал до 78,4 мм/с. Потеря незначительная. Они двигались естественно, что стало приятным сюрпризом.
Теперь Сато смотрит шире. Цель — космос. Вакуум, радиация, экстремальные холод и жара. Он хочет протестировать костюмы под воздействием этих сил.
«Это своего рода один шаг… к созданию скафандров для насекомых-киборгов».
Зачем нужны такие хлопоты?
Потому что роботам нужна энергия. И в больших количествах. Алан Уинфилд из Университета Западной Англии отмечает, что энергия — это всегда главная проблема. Опять и снова. Маленькие аккумуляторы быстро умирают. Таракан же ест, ищет пищу и работает бесконечно долго без необходимости заряжать его.
Но есть нюанс. Космические агентства могут встревожиться. Отправка земных насекомых на Марс создает риск загрязнения. Микроорганизмы могут «прицепиться» к ним. Правила планетарной защиты могут заблокировать такую миссию.
Значит ли это, что мы ограничимся применениями на Земле?
Вероятно, на первое время — да. Для экологического мониторинга нужны «глаза», способные работать под водой, которые долговечны, автономны и энергоэффективны. Технологии готовы. Биология готова.
Нам остается лишь решить, куда отправить их в первую очередь. 🐜💧
