Untuk membantu menyelidiki daerah berbahaya atau memantau lingkungan, para ilmuwan telah mencoba membuat serangga cyborg, sebagian serangga, dan terutama mesin. Kemampuan untuk mengendalikan serangga cyborg dari jarak jauh untuk waktu yang lama diperlukan agar penggunaannya dapat bertahan. Namun, output daya mereka terbatas pada kurang dari satu mW, yang jauh lebih rendah daripada yang diperlukan untuk kontrol penggerak nirkabel. Area dan beban perangkat pemanen energi secara substansial mengganggu mobilitas robot kecil.
Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh para peneliti di RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) telah merancang sistem untuk membuat kecoak cyborg yang dikendalikan dari jarak jauh. Sistem ini terdiri dari modul kontrol nirkabel kecil yang ditenagai oleh a baterai isi ulang melekat pada a sel surya. Serangga dapat bergerak berkat bahan fleksibel dan elektronik ultra tipis, terlepas dari gadget mekanis.
Para ilmuwan melakukan penelitian mereka menggunakan kecoak Madagaskar sepanjang 6 cm. Modul kontrol kaki nirkabel dan baterai polimer lithium dipasang ke dada serangga menggunakan tas punggung yang dibuat khusus dengan model tubuh kecoa. Ransel itu dicetak 3D dengan polimer elastis dan sangat sesuai dengan permukaan melengkung kecoa. Ini memungkinkan perangkat elektronik kaku untuk dipasang secara stabil di dada selama lebih dari sebulan.
Kenjiro Fukuda, RIKEN CPR, berkata, “Modul sel surya organik ultra tipis setebal 0.004 mm dipasang di sisi punggung perut. Modul sel surya organik ultra-tipis yang dipasang di tubuh mencapai output daya 17.2 mW, lebih dari 50 kali lebih besar dari perangkat pemanen energi canggih saat ini pada serangga hidup.”
Kebebasan bergerak dimungkinkan berkat organik sel suryakonstruksinya yang tipis dan fleksibel serta cara menempelkannya pada serangga. Para ilmuwan menemukan bahwa perut berubah bentuk dan bagian dari kerangka luar tumpang tindih setelah mengamati dengan cermat gerakan kecoa.
Untuk melakukan ini, mereka menyisipkan daerah perekat dan non-perekat ke film, memungkinkan mereka untuk melenturkan sementara tetap terpasang. Kecoak membutuhkan waktu dua kali lebih lama untuk berlari pada jarak yang sama ketika film sel surya yang lebih tipis diuji, dan mereka kesulitan berdiri setelah jatuh terlentang.
Setelah komponen ini diintegrasikan ke dalam kecoak dan kabel yang merangsang segmen kaki, cyborg baru diuji. Baterai diisi dengan sinar matahari semu selama 30 menit, dan hewan disuruh belok kiri dan kanan menggunakan remote control nirkabel.
fukuda tersebut, “Mengingat deformasi dada dan perut selama penggerak dasar, sistem elektronik hibrida dari elemen kaku dan fleksibel di dada dan perangkat ultrasoft di perut tampaknya menjadi desain yang efektif untuk kecoak cyborg. Selain itu, karena deformasi perut tidak unik untuk kecoak, strategi kami dapat disesuaikan dengan serangga lain seperti kumbang atau serangga terbang seperti jangkrik di masa depan.”
Referensi Jurnal:
- Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. dkk. Integrasi sel surya organik ultrasoft yang dipasang di tubuh pada serangga cyborg dengan mobilitas utuh. npj Flex Elektron 6 Agustus 78 (2022). DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2
