Cucaracha Cyborg Recargable, Control Remoto | Noticias de espejismo
Un equipo internacional dirigido por investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) ha desarrollado un sistema para crear cucarachas cyborg a control remoto, equipado con un pequeño módulo de control inalámbrico alimentado por una batería recargable conectada a una celda solar. A pesar de los dispositivos mecánicos, la electrónica ultrafina y los materiales flexibles permiten que los insectos se muevan libremente. Estos logros, publicados el 5 de septiembre en la revista científica npj Flexible Electronics, ayudarán a que el uso de insectos cyborg sea una realidad práctica.
Los investigadores han tratado de diseñar cyborgs de insectos, en parte insectos, en parte máquinas, para ayudar a inspeccionar áreas peligrosas o monitorear el medio ambiente. Sin embargo, para que el uso de insectos cyborg sea práctico, los manipuladores deben poder controlarlos de forma remota durante largos períodos de tiempo. Esto requiere el control inalámbrico de los segmentos de sus piernas, alimentado por una pequeña batería recargable. Mantener la batería correctamente cargada es fundamental: nadie quiere un escuadrón de cucarachas cyborg de repente fuera de control deambulando. Si bien es posible construir estaciones de acoplamiento para recargar la batería, la necesidad de regresar y recargar podría interrumpir misiones urgentes. Por lo tanto, la mejor solución es incluir una celda solar a bordo que pueda garantizar que la batería permanezca cargada todo el tiempo.
Todo esto es más fácil decirlo que hacerlo. Para integrar con éxito estos dispositivos en una cucaracha que tiene un área de superficie limitada, el equipo de investigación tuvo que desarrollar una mochila especial, módulos de células solares orgánicas ultradelgadas y un sistema de agarre que mantiene las máquinas unidas durante largos períodos de tiempo mientras permite que la luz natural movimienot.
Dirigido por Kenjiro Fukuda, RIKEN CPR, el equipo experimentó con cucarachas de Madagascar, que miden unos 6 cm de largo. Sujetaron el módulo de control de patas inalámbrico y la batería de polímero de litio a la parte superior del tórax del insecto usando una mochila especialmente diseñada, que se inspiró en el cuerpo de una cucaracha modelo. La mochila se imprimió en 3D con un polímero elástico y se adaptó perfectamente a la superficie curva de la cucaracha, lo que permitió que el dispositivo electrónico rígido se montara de manera estable en el cofre durante más de un mes.
El módulo de células solares orgánicas ultradelgadas de 0,004 mm de espesor se montó en el lado dorsal del abdomen. «El módulo de células solares orgánicas ultradelgadas montado en el cuerpo logra una potencia de salida de 17,2 mW, que es más de 50 veces la potencia de salida de los dispositivos actuales de recolección de energía de última generación en insectos vivos», según Fukuda.
La célula solar orgánica ultrafina y flexible, y la forma en que se unía al insecto, resultaron necesarias para garantizar la libertad de movimiento. Después de examinar cuidadosamente los movimientos naturales de las cucarachas, los investigadores se dieron cuenta de que el abdomen cambia de forma y partes del exoesqueleto se superponen. Para adaptarse a esto, entrelazaron secciones adhesivas y no adhesivas en las películas, lo que les permitió doblarse pero también permanecer adheridas. Cuando se probaron películas de células solares más gruesas, o cuando las películas se adhirieron uniformemente, las cucarachas tardaron el doble en recorrer la misma distancia y tuvieron dificultades para enderezarse cuando estaban boca arriba.
Una vez integrados estos componentes en las cucarachas, junto con los cables que estimulan los segmentos de las patas, se probaron los nuevos cyborgs. La batería se cargó con pseudo-luz solar durante 30 minutos y se hizo que los animales giraran a la izquierda y a la derecha usando el control remoto inalámbrico.
«Dada la deformación del tórax y el abdomen durante la locomoción básica, un sistema electrónico híbrido de elementos rígidos y flexibles en el tórax y dispositivos ultrasuaves en el abdomen parece ser un diseño efectivo para las cucarachas cyborg», dice Fukuda. «Además, dado que la deformidad abdominal no es exclusiva de las cucarachas, nuestra estrategia puede adaptarse a otros insectos como los escarabajos, o tal vez incluso a insectos voladores como las cigarras en el futuro».
