Si bien puede sonar como algo que se ha escapado de tus pesadillas, las cucarachas cyborg han llegado como amigas en lugar de enemigas.
Científicos en Japón han diseñado un nuevo insecto a control remoto, equipado con una ‘mochila’ de batería que funciona con paneles solares.
La cucaracha, que es en parte insecto y en parte máquina, está diseñada para ingresar a áreas peligrosas, monitorear el medio ambiente o realizar misiones de búsqueda y rescate sin necesidad de recargarse.
Los investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research tuvieron que instalar algunos componentes en un paquete pequeño para permitir todos los movimientos naturales de la cucaracha.
El autor principal, Kenjiro Fukuda, dijo: «El módulo de células solares orgánicas ultrafinas montado en el cuerpo logra una potencia de salida de 17,2 mW, que es más de 50 veces mayor que la potencia de salida de los dispositivos actuales de recolección de energía de última generación en insectos vivos». ‘
Investigadores de RIKEN, Japón, han creado cucarachas cyborg a control remoto, equipadas con un módulo de control alimentado por una batería recargable conectada a una celda solar.
La cucaracha, que es en parte insecto y en parte máquina, está diseñada para ingresar a áreas peligrosas o monitorear el entorno sin necesidad de recargarse
Famosamente capaces de sobrevivir a una guerra nuclear, las cucarachas han sido la inspiración para una serie de tecnologías en los últimos años.
Diferentes equipos de científicos han diseñado bichos robóticos a control remoto que pueden escalar paredes, transportar objetos y encontrar humanos durante misiones de búsqueda y rescate.
Las cucarachas todavía están vivas, pero los cables conectados a sus dos «cercos» (órganos sensoriales al final de sus abdómenes) envían impulsos eléctricos que hacen que el insecto se mueva hacia la derecha o hacia la izquierda.
Para el envío y recepción de estas señales eléctricas es necesaria una batería, que debe cargarse.
Si bien es posible construir estaciones de acoplamiento para recargar la batería, la necesidad de regresar y recargar podría interrumpir las misiones sensibles al tiempo.
El equipo de RIKEN quería crear una versión más práctica que no necesitara regresar a su controlador o a una estación de conexión cuando se quedara sin energía.
Por lo tanto, diseñaron una celda solar a bordo que podría garantizar continuamente que la cucaracha permanezca cargada mientras funciona.
Sin embargo, las cucarachas tienen un área de superficie limitada disponible para todos los componentes necesarios para mover sus patas y mantener su energía.
La solución, publicada hoy en Electrónica flexible npjfue diseñar una ‘mochila’ especial que pudiera transportar tanto el módulo inalámbrico de control de piernas como la batería recargable de polímero de litio.
Esto se adjuntó a la parte superior del insecto en su tórax y se imprimió en 3D para que encajara perfectamente en la superficie curva de la cucaracha de Madagascar o Gromphadorhina portentosa.
Permitió que este dispositivo electrónico rígido se montara de manera estable en el insecto durante más de un mes, mientras dejaba espacio en otras partes del cuerpo para implantar el panel solar.
Famosamente capaces de sobrevivir a una guerra nuclear, las cucarachas han sido la inspiración para una serie de tecnologías en los últimos años (imagen de archivo)
La mochila se colocó en la parte superior del tórax del insecto y se imprimió en 3D para que encajara perfectamente en la superficie curva de la cucaracha de Madagascar.
El módulo de células solares orgánicas de 0,004 mm de espesor se montó en el lado dorsal del abdomen de la cucaracha. Sin embargo, los investigadores encontraron que el abdomen cambiaba de forma mientras la cucaracha se movía
Por lo tanto, cuando se fijó con una película gruesa, el insecto tardó el doble en caminar una distancia determinada y tuvo dificultad para enderezarse cuando estaba de espaldas.
El módulo de células solares orgánicas de 0,004 mm de espesor se montó en el lado dorsal del abdomen de la cucaracha.
Sin embargo, los investigadores encontraron que el abdomen cambiaba de forma mientras la cucaracha se movía.
Cuando se le colocó una película gruesa, el insecto tardó el doble en caminar una distancia determinada y tuvo dificultades para enderezarse cuando estaba boca arriba.
Para resolver esto, los investigadores intercalaron secciones adhesivas y no adhesivas en la película, lo que le permitió doblarse hacia afuera durante la flexión abdominal pero también permanecer adherida.
También tiene menos de 0,005 mm de espesor, que se encontró que es el límite superior del espesor de la película que no perjudica los movimientos básicos de los insectos.
Los investigadores notaron que este abdomen cambiaba de forma mientras la cucaracha se movía, por lo que la célula solar necesitaba adaptarse a eso o correr el riesgo de restringir su movimiento. Por lo tanto, en lugar de tener la película de la celda solar adherida uniformemente, intercalaron secciones adhesivas y no adhesivas en las películas.
Los científicos probaron la capacidad de la cucaracha para utilizar la energía de su celda solar. Después de cargarlo durante media hora, aplicaron una señal de estimulación para girar al insecto hacia la derecha, lo que tuvo éxito. Las líneas discontinuas azules y rojas continuas representan el tiempo de activación y desactivación de la señal de estímulo, respectivamente. La barra de escala es de 10 cm.
Una vez que la mochila y la película de la celda solar se integraron en las cucarachas de seis centímetros, se probaron los cyborgs.
La batería de 17,2 mW se cargó con seudoluz solar durante 30 minutos y se hizo que los animales giraran a la izquierda y a la derecha usando el control remoto inalámbrico.
«Teniendo en cuenta 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», dijo Fukuda.
«Además, dado que la deformación abdominal no es exclusiva de las cucarachas, nuestra estrategia se puede adaptar a otros insectos como los escarabajos, o quizás incluso a insectos voladores como las cigarras en el futuro».
¿CÓMO PUEDEN AYUDAR LAS CUCARACHAS CYBORG EN ZONAS DE DESASTRE?
En noviembre de 2014, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte equiparon a las cucarachas con mochilas eléctricas completas con pequeños micrófonos capaces de detectar sonidos débiles.
La idea es que las cucarachas cyborg, o ‘biobots’, puedan ingresar a edificios derruidos afectados por terremotos, por ejemplo, y ayudar a los trabajadores de emergencia a encontrar sobrevivientes.
«En un edificio derrumbado, el sonido es la mejor manera de encontrar sobrevivientes», dijo Alper Bozkurt, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una tecnología que permite a las cucarachas (en la foto) captar sonidos con pequeños micrófonos y buscar la fuente del sonido. Podrían usarse en situaciones de emergencia para detectar sobrevivientes.
“El objetivo es utilizar los biobots con micrófonos de alta resolución para diferenciar entre los sonidos importantes, como las personas que piden ayuda, de los sonidos que no importan, como una tubería que gotea.
«Una vez que hayamos identificado los sonidos que importan, podemos usar los biobots equipados con conjuntos de micrófonos para determinar de dónde provienen esos sonidos».
Las ‘mochilas’ controlan los movimientos de la robo-cucaracha porque están conectadas a los cercos del insecto, órganos sensoriales que las cucarachas suelen usar para sentir si sus abdómenes rozan algo.
Mediante la estimulación eléctrica de los cercos, se puede incitar a las cucarachas a moverse en una determinada dirección.
De hecho, han sido programados para buscar el sonido.
Un tipo de ‘mochila’ está equipado con una serie de tres micrófonos direccionales para detectar la dirección del sonido y dirigir el biobot en la dirección correcta hacia él.
Otro tipo está equipado con un solo micrófono para capturar el sonido desde cualquier dirección, que puede transmitirse de forma inalámbrica, quizás en el futuro, a los trabajadores de emergencia.
«Funcionaron bien» en las pruebas de laboratorio y los expertos han desarrollado una tecnología que puede usarse como una «cerca invisible» para mantener a los biobots en un área determinada, como un área de desastre, anunciaron los investigadores en la conferencia IEEE Sensors 2014 en Valencia. España.
