Insekt dostał 68-sekundowy skafander. Teraz może uratować życie lub polecieć na Marsa

Katastrofa budowlana, trzęsienie ziemi, zasypana kopalnia – tam, gdzie nie wciśnie się żaden nowoczesny robot, wkrótce może wkroczyć on. Niepozorny karaluch zmodyfikowany w żyjącego cyborga. Międzynarodowy zespół naukowców opracował właśnie metodę masowej produkcji zdalnie sterowanych owadów, wyposażając je w elektroniczne „plecaki”, które pozwalają precyzyjnie nawigować nimi w najtrudniejszym terenie. Brzmi jak scenariusz horroru science fiction z lat 90., ale to najnowsza rzeczywistość laboratoriów robotyki.

Jak zamienić karalucha w maszynę? Sekret tkwi w skafandrze

→ Czytaj też: Sonda NASA przeleciała 2800 mil nad Marsem. Zobacz, co nagrała

Proces tworzenia karaluchów-cyborgów przez lata był zmorą inżynierów. Ręczne wszczepianie mikroelektrod i montowanie miniaturowych baterii na grzbietach owadów było ślamazarne, niezwykle kosztowne i bardzo awaryjne. Jedno drgnienie ręki mogło zakończyć się śmiercią delikatnego stawonoga. Badacze z Uniwersytetu Nanyang Technological w Singapurze na łamach „Science Robotics” opisali jednak system, który eliminuje tę barierę.

Kluczem jest zautomatyzowany proces produkcji. Specjalne roboty w ciągu zaledwie 68 sekund potrafią wszczepić karaluchowi wszystkie niezbędne komponenty sterujące. Najpierw owad jest delikatnie usypiany dwutlenkiem węgla, następnie poddawany precyzyjnemu działaniu mechanicznego ramienia, które umieszcza na jego ciele mikroskopijny, drukowany w 3D skafander. Ów pancerz nie tylko chroni delikatną elektronikę, ale przede wszystkim zapewnia optymalną masę i rozmieszczenie czujników.

Efektem jest hybryda – żywy organizm o niesamowitych zdolnościach naturalnej nawigacji i elektroniczny moduł, który przejmuje nad nim kontrolę. W przeciwieństwie do mechanicznych robotów, taki cyborg nie potrzebuje skomplikowanych algorytmów, by pokonywać przeszkody. Instynktownie utrzymuje równowagę i przeciska się przez szczeliny, a impulsy elektryczne z systemu jedynie wskazują mu kierunek.

Dlaczego to działa? Bo nikt nie pokonuje gruzowiska tak jak karaluch

→ Czytaj też: Orka uczyła młode polować. Nagranie zmienia sposób, w jaki myślimy o zwierzętach?

Główny problem z wykorzystaniem miniaturowych robotów w akcjach ratunkowych to ich zasilanie. Każdy ruch mechanicznych nóg pożera cenne miliwaty energii. W przypadku karalucha-cyborga ten kłopot znika. Owad napędza się samodzielnie – je i pije, utrzymując swoją biologiczną maszynerię w ruchu. Elektronika na jego grzbiecie potrzebuje energii wyłącznie na wysyłanie sygnałów sterujących oraz przesyłanie danych z sensora. Dzięki temu czas operacyjny takiego urządzenia jest nieporównywalnie dłuższy.

Naukowcy podkreślają, że karaluchy potrafią również pracować w warunkach, które dla każdego innego robota oznaczałyby natychmiastową awarię. Są w stanie przejść przez płytką wodę, wspinać się po stromych, sypkich nawierzchniach, a nawet znosić ekstremalne temperatury w ograniczonym zakresie. Na opublikowanym przez zespół nagraniu widać, jak zdalnie sterowany owad z gracją lawiruje między kamieniami w wodzie, a chwilę później pokonuje górkę piachu, nie tracąc ani na chwilę stabilności. To właśnie ten materiał naukowy obiegł teraz światowe media, rozpalając wyobraźnię na temat przyszłości akcji poszukiwawczo-ratowniczych.

Poza aspektem logistycznym, istotny jest też wymiar technologiczny. Nowy skafander sprawia, że karaluchy przeżywają cały proces bez uszczerbku na zdrowiu, co do tej pory było piętą achillesową podobnych projektów. Wcześniejsze próby często kończyły się uszkodzeniem owada lub odrzuceniem wszczepu przez jego organizm.

Z gruzowiska na Czerwoną Planetę. Czy karaluchy podbiją kosmos?

Choć wizje rojów owadów penetrujących zawalone budynki są najbardziej medialną obietnicą, horyzont zastosowań sięga znacznie dalej – dosłownie poza ziemską atmosferę. Badacze z Singapuru sugerują, że ich zautomatyzowana platforma produkcyjna może być kluczem do przyszłych misji eksploracji Marsa. Na Czerwonej Planecie niezwykle trudno byłoby zbudować i zasilić równie wszechstronne, miniaturowe roboty badawcze. Karaluch-cyborg, odporny na promieniowanie i zdolny do przetrwania w trudnych warunkach, mógłby stać się idealnym, samo-odnawiającym się szperaczem. Taki rój zdalnie sterowanych owadów mógłby zostać wypuszczony w marsjańskie tunele lawowe, by szukać śladów życia bez ryzykowania życia ludzkich astronautów.

Chociaż niektórzy mogą odczuwać naturalną niechęć na myśl o zdalnie sterowanych insektach, naukowcy studzą mroczne nastroje. To nie są eksperymenty z kontrolą umysłu, a jedynie delikatne nakładanie na biologiczny system kilku sygnałów nawigacyjnych. Owad zachowuje pełną autonomię funkcji życiowych. Człowiek decyduje jedynie, czy ma skręcić w lewo, czy w prawo. Mimo to, fakt, że do masowej produkcji takich hybryd brakuje nam już tylko woli politycznej i przemysłowego łańcucha dostaw, daje do myślenia. Kiedy następnym razem w nocy usłyszysz szmer w kuchni, możesz się poważnie zastanowić, czy to tylko zwykły szkodnik, czy może czyjś zdalny zwiadowca.