A veszélyes régiók felderítéséhez vagy a környezet megfigyeléséhez a tudósok megpróbáltak kiborg rovarokat, részben rovarokat, és elsősorban gépeket létrehozni. A kiborg rovarok hosszú távú távoli irányításának képessége azonban szükséges ahhoz, hogy használatuk életképes legyen. Kimenő teljesítményük azonban XNUMX mW alatt van, ami jóval alacsonyabb, mint a vezeték nélküli helyvezérléshez szükséges. Az energiagyűjtő eszköz területe és terhelése jelentősen rontja az apró robotok mozgását.
A kutatók által vezetett nemzetközi csapat a RIKEN A Cluster for Pioneering Research (CPR) kifejlesztett egy rendszert távirányítású kiborg csótányok létrehozására. A rendszer egy apró vezeték nélküli vezérlőmodulból áll, amelyet a újratölthető elem csatolva a napelem. A rovarok a rugalmas anyagoknak és az ultravékony elektronikának köszönhetően a mechanikus eszközök ellenére mozoghatnak.
A tudósok kutatásaikat 6 cm hosszú madagaszkári csótányok felhasználásával végezték. A vezeték nélküli lábvezérlő modult és a lítium-polimer akkumulátort a rovar mellkasára szerelték fel egy egyedi gyártású hátizsák segítségével, amelyet egy modellcsótány testére szabtak. A hátizsákot 3D-ben nyomtatták elasztikus polimerrel, és tökéletesen illeszkedett a csótány ívelt felületéhez. Ez lehetővé tette, hogy a merev elektronikus eszközt több mint egy hónapig stabilan rögzítsék a mellkasra.
Kenjiro Fukuda, a RIKEN CPR elmondta: „Az ultravékony, 0.004 mm vastag szerves napelem modult a has háti oldalára szerelték fel. A testre szerelt ultravékony szerves napelem modul 17.2 mW teljesítményt ér el, ami több mint 50-szer nagyobb, mint a jelenlegi legmodernebb energiagyűjtő berendezések élő rovarokon.”
A mozgásszabadság a szervesnek köszönhetően vált lehetővé napelemvékony és rugalmas felépítése és a rovarhoz való rögzítésének módja. A tudósok azt találták, hogy a has alakja megváltozik, és az exoskeleton egyes részei átfedik egymást, miután alaposan megfigyelték a tipikus csótány mozgások.
Ennek érdekében ragasztós és nem tapadó részeket helyeztek el a fóliákon, lehetővé téve azok hajlítását, miközben ragaszkodnak. A csótányoknak kétszer annyi időbe telt megtenni ugyanazt a távot, amikor vékonyabb napelemfilmeket teszteltek, és nehezen tudtak felállni, miután a hátukra estek.
Miután ezeket a komponenseket integrálták a csótányokba és a vezetékekbe, amelyek stimulálják a lábrészeket, az új kiborgokat tesztelték. Az akkumulátort pszeudo-napfénnyel töltötték 30 percig, és a vezeték nélküli távirányító segítségével balra-jobbra kényszerítették az állatokat.
fukuda mondott, „Figyelembe véve a mellkas és a has deformációját az alapvető mozgás során, a mellkasban lévő merev és rugalmas elemekből és a hasban ultralágy eszközökből álló hibrid elektronikus rendszer hatékony megoldásnak tűnik a kiborg csótányok számára. Sőt, mivel a hasi deformáció nem egyedülálló csótányok, stratégiánkat a jövőben más rovarokhoz, például bogarakhoz vagy repülő rovarokhoz, például kabócákhoz is hozzáigazíthatjuk.”
Journal Reference:
- Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. et al. Testre szerelt ultralágy szerves napelem integrációja ép mobilitású kiborg rovarokon. npj Flex Electron 6, 78 (2022). DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2
