Japan je napravio kiborg žohar na daljinsko upravljanje
Nema kotače, ali ipak spada u područje o kojemu pišemo, jer leti. Međunarodni tim predvođen istraživačima iz RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) osmislio je sustav za daljinski upravljane kiborg žohare, opremljeni malenim bežičnim kontrolnim modulom koji se napaja punjivom baterijom spojenom na solarnu ćeliju. Unatoč mehaničkim uređajima, ultratanka elektronika i fleksibilni materijali omogućuju ovim mehaničkim kukcima slobodno kretanje. Očito je upotreba insekata kiborga postala praktična stvarnost.
Istraživači su pokušavali osmisliti kiborg insekte – djelomično kukce, djelomično strojeve – kako bi pomogli u kontroli opasnih područja ili nadzoru okoliša. Međutim, da bi uporaba insekata kiborga bila praktična, rukovatelji moraju biti u mogućnosti daljinski ih kontrolirati tijekom dugog vremenskog razdoblja. Za to je potrebna bežična kontrola njihovih segmenata nogu, koja se napaja malenom punjivom baterijom. Osnovno je održavati bateriju dovoljno napunjenom – nitko ne želi tim kiborga žohara koji odjednom izgubi kontrolu i luta okolo. Iako je moguće izgraditi priključne stanice za ponovno punjenje baterije, potreba za povratkom i punjenjem mogla bi poremetiti vremenski osjetljive misije. Stoga je najbolje rješenje uključiti ugrađenu solarnu ćeliju koja može kontinuirano osigurati da baterija ostane napunjena.
Sve je ovo lakše reći nego učiniti. Za uspješnu integraciju ovih uređaja u žohara koji ima ograničenu površinu bilo je potrebno od istraživačkog tima da razvije poseban “ruksak”, ultratanke organske module solarnih ćelija i sustav prianjanja koji drži strojeve pričvršćene dulje vrijeme, a istovremeno omogućuje prirodne pokrete.
RIKEN CPR tim je eksperimentirao s madagaskarskim žoharima, koji su dugi otprilike 6 cm. Pričvrstili su bežični modul za kontrolu nogu i litij-polimersku bateriju na vrh kukca na prsima pomoću posebno dizajniranog “ruksaka”, koji je modeliran prema modelu tijela žohara. Ruksak je 3D ispisan elastičnim polimerom i savršeno se prilagodio zakrivljenoj površini žohara, omogućujući da kruti elektronički uređaj bude stabilno postavljen na prsni koš više od mjesec dana.
Ultratanki modul organske solarne ćelije debljine 0,004 mm bio je montiran na abdomenu. Modul ultratankih organskih solarnih ćelija montiran na tijelo postiže izlaznu snagu od 17,2 mW, što je više od 50 puta više od izlazne snage trenutnih najsuvremenijih uređaja za žetvu energije na živim kukcima.
Ultratanka i fleksibilna organska solarna ćelija, i način na koji je bila pričvršćena na kukca, pokazala se neophodnom za osiguranje slobode kretanja. Nakon pažljivog ispitivanja prirodnih pokreta žohara, istraživači su shvatili da trbuh mijenja oblik i da se dijelovi egzoskeleta preklapaju. Kako bi se to prilagodilo, stavili su ljepljive i neljepljive dijelove, što im je omogućilo da se savijaju, ali i da ostanu pričvršćeni. Kad su testirani deblji filmovi solarnih ćelija, ili kad su filmovi bili ravnomjerno pričvršćeni, žoharima je trebalo dvostruko više vremena da pretrče istu udaljenost i imali su poteškoća pri uspravljanju dok su bili na leđima.
Nakon što su te komponente integrirane u žohare, zajedno sa žicama koje stimuliraju segmente nogu, testirani su novi kiborzi. Baterija je punjena pseudo-sunčevom svjetlošću 30 minuta, a životinje su natjerane da se okreću lijevo i desno pomoću bežičnog daljinskog upravljača.
S obzirom na deformaciju prsnog koša i abdomena tijekom osnovne lokomocije, hibridni elektronički sustav krutih i fleksibilnih elemenata u prsnom košu i ultramekih uređaja u abdomenu čini se učinkovitim dizajnom za kiborg žohare. Štoviše, budući da abdominalna deformacija nije jedinstvena za žohare, strategija se može prilagoditi drugim kukcima ili možda čak i letećim kukcima poput cvrčaka u budućnosti.
Davor Kindy
Foto: RIKEN
