Científicos japoneses crean cucarachas cyborg a control remoto

Científicos japoneses crean cucarachas cyborg a control remoto


Investigadores de RIKEN, Japón, han creado cucarachas cyborg a control remoto, equipadas con un pequeño módulo de control inalámbrico que funciona con una batería recargable conectada a una celda solar. Crédito: RIKEN

Los investigadores han diseñado un sistema para crear cucarachas cyborg a control remoto, equipado con un pequeño módulo de control inalámbrico que funciona con una batería recargable conectada a una celda solar. A pesar de los dispositivos mecánicos, la electrónica ultrafina y los materiales flexibles permiten que los insectos se muevan libremente. Estos logros ayudarán a que el uso de insectos cyborg sea una realidad práctica. Un equipo internacional dirigido por investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) informó los resultados hoy (5 de septiembre de 2022) en la revista científica Electrónica flexible npj.

Los científicos han estado tratando de diseñar insectos cyborg, parte insecto, parte máquina, para ayudar a inspeccionar áreas peligrosas y monitorear el medio ambiente. Sin embargo, para que el uso de insectos cyborg sea práctico, los manipuladores deben poder controlarlos de forma remota durante largos períodos de tiempo. Esto implica el control inalámbrico de los segmentos de sus piernas, alimentado por una pequeña batería recargable.

Mantener la batería adecuadamente cargada es fundamental: nadie quiere un enjambre de cucarachas cyborg repentinamente fuera de control deambulando. Si bien se podrían construir estaciones de acoplamiento para recargar la batería, la necesidad de regresar y recargar podría interrumpir las misiones sensibles al tiempo. Por lo tanto, un enfoque óptimo es incluir una celda solar a bordo que pueda garantizar continuamente que la batería permanezca cargada.

Por supuesto, todo esto es más fácil decirlo que hacerlo. Para integrar con éxito estos dispositivos en una cucaracha que tiene un área de superficie limitada, el equipo de ingeniería tuvo que desarrollar una mochila especial y módulos de células solares orgánicas ultradelgadas. También necesitaban un sistema de adhesión que mantuviera la maquinaria unida durante largos períodos de tiempo y al mismo tiempo permitiera movimientos naturales.

Dirigido por Kenjiro Fukuda, RIKEN CPR, el equipo de investigación experimentó con cucarachas de Madagascar, que miden aproximadamente 6 cm (2,4 pulgadas) de largo. Conectaron el módulo inalámbrico de control de piernas y la batería de polímero de litio a la parte superior del insecto en el tórax usando una mochila especialmente diseñada. Esto se modeló a partir del cuerpo de una cucaracha modelo y se imprimió en 3D con un polímero elástico. El resultado fue una mochila que se adaptaba perfectamente a la superficie curva de la cucaracha, lo que permitía montar el dispositivo electrónico rígido de forma estable en el tórax durante más de un mes.

El módulo de células solares orgánicas ultradelgadas de 0,004 mm de espesor se montó en la parte posterior del abdomen. “El módulo de células solares orgánicas ultrafinas montado en el cuerpo logra una potencia de salida de 17,2 mW, que es más de 50 veces mayor que la potencia de salida de los dispositivos actuales de recolección de energía de última generación en insectos vivos”, según Fukuda.

La célula solar orgánica ultrafina y flexible, y cómo se unía al insecto, resultó necesaria para garantizar la libertad de movimiento. Después de examinar cuidadosamente los movimientos naturales de las cucarachas, los científicos se dieron cuenta de que el abdomen cambia de forma y que partes del exoesqueleto se superponen. Para adaptarse a esto, intercalaron secciones adhesivas y no adhesivas en las películas, lo que les permitió doblarse pero también permanecer adheridas. Cuando se probaron películas de células solares más gruesas, o cuando las películas se unieron uniformemente, las cucarachas tardaron el doble en correr la misma distancia. También tenían dificultad para enderezarse cuando estaban boca arriba.

Una vez integrados estos componentes en las cucarachas, junto con cables que estimulan los segmentos de las patas, se probaron los nuevos cyborgs. La batería se cargó con pseudo-luz solar durante 30 minutos y se hizo que los animales giraran a la izquierda y a la derecha usando el control remoto inalámbrico.

“Teniendo en cuenta la deformación del tórax y el abdomen durante la locomoción básica, un sistema electrónico híbrido de elementos rígidos y flexibles en el tórax y dispositivos ultrasuaves en el abdomen parece ser un diseño efectivo para las cucarachas cyborg”, dice Fukuda. “Además, dado que la deformación abdominal no es exclusiva de las cucarachas, nuestra estrategia se puede adaptar a otros insectos como los escarabajos, o quizás incluso a insectos voladores como las cigarras en el futuro”.

Referencia: “Integración de células solares orgánicas ultrasuaves montadas en el cuerpo en insectos cyborg con movilidad intacta” 5 de septiembre de 2022, Electrónica flexible npj.
DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2

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