برای کمک به بررسی مناطق خطرناک یا نظارت بر محیط، دانشمندان تلاش کرده‌اند تا حشرات سایبورگ، تا حدی حشرات و عمدتاً ماشین‌ها را ایجاد کنند. با این حال، توانایی کنترل حشرات سایبورگ از راه دور برای دوره های طولانی برای زنده بودن استفاده از آنها ضروری است. با این حال، توان خروجی آنها به کمتر از یک مگاوات محدود می شود که به طور قابل توجهی کمتر از توان مورد نیاز برای کنترل حرکت بی سیم است. مساحت و بار دستگاه برداشت انرژی به طور قابل توجهی تحرک ربات های کوچک را مختل می کند.
یک تیم بین المللی به رهبری محققان در خوشمزه Cluster for Pioneering Research (CPR) سیستمی را برای ایجاد سوسک های سایبورگ با کنترل از راه دور مهندسی کرده است. این سیستم از یک ماژول کنترل بی سیم کوچک تشکیل شده است که توسط a باتری قابل شارژ متصل به یک سلول خورشیدی. با وجود ابزارهای مکانیکی، حشرات ممکن است به لطف مواد انعطاف پذیر و وسایل الکترونیکی فوق نازک حرکت کنند.
دانشمندان تحقیقات خود را با استفاده از سوسک های ماداگاسکار به طول 6 سانتی متر انجام دادند. ماژول کنترل بی سیم پا و باتری لیتیوم پلیمری با استفاده از یک کوله پشتی سفارشی ساخته شده بر اساس بدن یک سوسک مدل روی قفسه سینه حشره نصب شده بودند. این کوله پشتی با یک پلیمر الاستیک چاپ سه بعدی شده بود و کاملاً با سطح منحنی سوسک مطابقت داشت. این اجازه می دهد تا دستگاه الکترونیکی سفت و سخت به مدت بیش از یک ماه به طور پایدار بر روی قفسه سینه نصب شود.
کنجیرو فوکودا، RIKEN CPR، گفت: ماژول سلول خورشیدی آلی بسیار نازک با ضخامت 0.004 میلی متر در قسمت پشتی شکم نصب شده بود. ماژول سلول خورشیدی آلی فوق نازک نصب شده روی بدنه، توان خروجی 17.2 مگاوات را به دست می آورد که بیش از 50 برابر بیشتر از دستگاه های مدرن جمع آوری انرژی موجود در حشرات زنده است.
آزادی حرکت به لطف ارگانیک امکان پذیر شد سلول خورشیدیساختار نازک و انعطاف پذیر و نحوه چسباندن آن به حشره. دانشمندان دریافتند که شکل شکم تغییر می‌کند و قسمت‌هایی از اسکلت بیرونی پس از مشاهده دقیق حالت معمولی روی هم قرار می‌گیرد. حرکات سوسک.
برای انجام این کار، نواحی چسبنده و غیرچسبنده را روی فیلم‌ها پراکنده کردند و به آنها اجازه دادند در حالی که چسبیده هستند، خم شوند. زمانی که لایه‌های نازک‌تر سلول‌های خورشیدی مورد آزمایش قرار گرفتند، سوسک‌ها برای دویدن در همان مسافت دوبرابر طولانی‌تر طول می‌کشیدند و پس از افتادن روی پشت‌شان برای ایستادن مشکل داشتند.
هنگامی که این اجزا در سوسک‌ها و سیم‌هایی که بخش‌های پا را تحریک می‌کنند ادغام شدند، سایبورگ‌های جدید مورد آزمایش قرار گرفتند. باتری به مدت 30 دقیقه با نور شبه خورشید شارژ شد و حیوانات مجبور شدند با استفاده از کنترل از راه دور بی سیم به چپ و راست بپیچند.
فوکودا گفت:, با توجه به تغییر شکل قفسه سینه و شکم در حین حرکت اولیه، به نظر می رسد یک سیستم الکترونیکی ترکیبی از عناصر سفت و انعطاف پذیر در قفسه سینه و دستگاه های اولتراسفت در شکم طراحی موثری برای سوسک های سایبورگ باشد. علاوه بر این، از آنجایی که تغییر شکل شکم منحصر به فرد نیست سوسکاستراتژی ما می تواند با سایر حشرات مانند سوسک ها یا حشرات پرنده مانند سیکادا در آینده سازگار شود.
مرجع مجله:
- Kakei، Y.، Katayama، S.، Lee، S. و همکاران. ادغام سلول خورشیدی آلی اولتراسفت نصب شده بر روی حشرات سایبورگ با تحرک دست نخورده. npj فلکس الکترون 6، 78 (2022). DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2
