Tehlikeli bölgeleri araştırmaya veya çevreyi izlemeye yardımcı olmak için bilim adamları, kısmen böcekler ve öncelikle makineler olmak üzere cyborg böcekleri yaratmaya çalışıyorlar. Bununla birlikte, cyborg böceklerini uzun süreler boyunca uzaktan kontrol etme yeteneği, kullanımlarının uygulanabilir olması için gereklidir. Bununla birlikte, güç çıkışları bir mW'tan daha azıyla sınırlıdır; bu, kablosuz hareket kontrolü için gerekenden oldukça düşüktür. Enerji toplama cihazının alanı ve yükü, küçük robotların hareket kabiliyetini önemli ölçüde olumsuz etkiliyor.
Araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir ekip RIKEN Öncü Araştırma Grubu (CPR), uzaktan kumandalı cyborg hamamböcekleri yaratmak için bir sistem tasarladı. Sistem, bir güç kaynağı tarafından desteklenen küçük bir kablosuz kontrol modülünden oluşur. şarj edilebilir pil a ekli Güneş pili. Böcekler, mekanik aletlere rağmen esnek malzemeler ve ultra ince elektronikler sayesinde hareket edebiliyor.
Bilim insanları araştırmalarını 6 cm uzunluğundaki Madagaskar hamam böceklerini kullanarak gerçekleştirdiler. Kablosuz bacak kontrol modülü ve lityum polimer pil, bir hamamböceği modelinin vücudundan esinlenerek tasarlanmış özel yapım bir sırt çantası kullanılarak böceğin göğüs kafesine monte edildi. Sırt çantası, elastik bir polimerle 3 boyutlu olarak basıldı ve hamamböceğinin kavisli yüzeyine mükemmel bir şekilde uyum sağladı. Bu, sert elektronik cihazın bir aydan fazla bir süre boyunca göğüs kafesine sabit bir şekilde monte edilmesini sağladı.
RIKEN CPR'den Kenjiro Fukuda şunları söyledi: "Ultra ince 0.004 mm kalınlığındaki organik güneş pili modülü, karnın sırt tarafına monte edildi. Gövdeye monte edilen ultra ince organik güneş pili modülü, 17.2 mW'lık bir güç çıkışına ulaşıyor; bu, canlı böcekler üzerinde mevcut en son teknolojiye sahip enerji toplama cihazlarından 50 kat daha fazla."
Organik malzeme sayesinde hareket özgürlüğü mümkün oldu Güneş piliince ve esnek yapısı ve böceğe bağlanma şekli. Bilim adamları, tipik özellikleri yakından gözlemledikten sonra karnın şeklinin değiştiğini ve dış iskeletin bazı kısımlarının örtüştüğünü buldular. hamamböceği hareketleri.
Bunu yapmak için, filmlerin üzerine yapışkan ve yapışkan olmayan bölgeleri serpiştirerek, filmlerin bağlı kalırken esnemelerini sağladılar. Daha ince güneş pili filmleri test edildiğinde hamamböceklerinin aynı mesafeyi koşması iki kat daha uzun sürdü ve sırtüstü düştükten sonra ayağa kalkmada zorluk yaşadılar.
Bu bileşenler hamamböceklerine ve bacak bölümlerini uyaran tellere entegre edildikten sonra yeni cyborg'lar test edildi. Pil, 30 dakika boyunca sahte güneş ışığıyla şarj edildi ve kablosuz uzaktan kumanda kullanılarak hayvanların sola ve sağa dönmesi sağlandı.
fukuda şuraya, "Temel hareket sırasında göğüs kafesi ve karın bölgesinin deformasyonu göz önüne alındığında, göğüs kafesindeki sert ve esnek elemanlardan ve karın bölgesindeki ultra yumuşak cihazlardan oluşan hibrit bir elektronik sistem, siborg hamamböcekleri için etkili bir tasarım gibi görünüyor. Üstelik karın deformasyonu sadece kadınlara özgü olmadığı için hamamböceğiStratejimiz gelecekte böcekler gibi diğer böceklere veya ağustosböcekleri gibi uçan böceklere de uyarlanabilir."
Dergi Referans:
- Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. ve diğerleri. Vücuda monte edilmiş ultra yumuşak organik güneş pilinin cyborg böceklere sağlam hareket kabiliyeti ile entegrasyonu. npj Flex Elektron 6, 78 (2022). DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2
