Зачем создавать роботов с нуля, если природа уже сделала за нас большую часть тяжелой работы? Это причина создания насекомых-киборгов, и теперь ученые нашли способ сделать дистанционно управляемых тараканов-киборгов более совершенными, питая их с помощью специальных солнечных батарей.
Насекомые используют целый ряд мощных органов чувств, они достаточно малы, чтобы добраться до недоступных для нас мест, они могут выживать в неблагоприятных условиях, они могут с легкостью карабкаться по поверхности или летать. Все это полезные атрибуты для роботов — или, еще лучше, киборгов, посредством прикрепления электронных устройств к живым насекомым.
За прошедшие годы многие виды насекомых подверглись обращению в киборгов. Саранча-киборг может использовать свои чувствительные носы, чтобы вынюхивать взрывчатые вещества, стрекозы-киборги могут превращаться в быстрых маленьких дронов, а тараканы-киборги могут суетиться в зонах бедствия в поисках выживших.
В предыдущих версиях для питания электроники использовались небольшие батареи, но это ограничивало время их работы, прежде чем их нужно было зарядить или заменить. Поэтому для нового исследования японские исследователи из Института физико-химических исследований RIKEN интегрировали солнечные батареи в тараканов-киборгов.
Команда установила электронику на спины мадагаскарских тараканов, которые вырастают примерно до 6 см в длину. Этот электронный пакет включает в себя литий-полимерную батарею, беспроводной приемник и модуль, управляющий ногами насекомого. Электронный пакет помещен в напечатанный на 3D-принтере «рюкзак», который соответствует изгибу грудной клетки насекомого.
Исследователи подключили его к органическому модулю солнечных батарей, установленному на животе таракана. Эта ультратонкая пленка имеет толщину всего 0,004 мм, что делает их достаточно легкими для переноски насекомыми. В разных частях пленки использовались клейкие и неклейкие участки, чтобы не препятствовать движению тараканов.
Эти солнечные элементы имели выходную мощность 17,2 мВт, что достаточно для работы электроники в течение двух часов после 30 минут зарядки на солнце. Команда говорит, что эта мощность в 50 раз выше, чем у других устройств для сбора энергии, используемых на живых насекомых.
Эти усовершенствования могут помочь тараканам-киборгам еще лучше бегать по разрушенным зданиям в поисках выживших или дистанционно отслеживать условия с помощью небольших датчиков. Команда говорит, что новый дизайн также может быть адаптирован к другим типам насекомых-киборгов.
Исследование было опубликовано в журнале npj Flexible Electronics.
Источник: RIKEN via EurekAlert