Настоящий «Терминатор» может выглядеть несколько иначе, чем мы ожидаем

В следующий раз, когда честолюбивый искатель приключений застрянет в затопленной пещере, спасать его может прийти вовсе не человек. Это может быть управляемый разумом таракан в водолазном костюме. Извините, энтомофобы - те, кто боится насекомых.

Этих киборгов уже используют в поисково-спасательных операциях и при осмотре трубопроводов, но пока эти работы ограничивались сушей. Теперь всё меняется. Исследователи из Наньянского технологического университета в Сингапуре напечатали на 3D-принтере гибкий водолазный костюм, который тараканы носят наподобие рюкзака. Химический генератор кислорода внутри него вырабатывает кислород, когда насекомое плывёт под водой, и подаёт его по трубкам, подключённым к дыхальцам - отверстиям, через которые дышит таракан. В ходе испытаний таракан-киборг мог передвигаться и дышать под водой до трёх часов. Такая дополнительная возможность делает этих существ куда более пригодными для длительных поисково-спасательных операций.

В конечном счёте тот же принцип можно применить и к другим средам с низким содержанием кислорода, например к космосу. Теоретически это значит, что тараканы-космонавты, возможно, не такая уж и фантастика. "Поместив таракана - наземный вид - в этот водолазный костюм, мы позволили ему выживать и действовать в средах, лишённых кислорода, - написали исследователи в статье. - Так мы превратили его в робота-киборга-амфибию, способного работать и на суше, и в воде". Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Насекомые-киборги спешат на помощь

Учёные возятся с идеей дистанционно управляемых насекомых уже больше десяти лет. В общих чертах процесс таков: сначала насекомое усыпляют, затем прикрепляют электроды к его мозгу и органам чувств. После этого команда может нажать кнопку на пульте и послать сигнал, подталкивающий насекомое в нужную сторону, даже когда оно обычно остановилось бы.

Это управление разумом насекомого - не просто безумная наука. Оно может служить куда более важной цели. Работая с естественной биологией животного, насекомое-киборг требует гораздо меньше вычислительной мощности, ведь оно не питает моторы и приводы, нужные роботу. Киборгу также не нужно таскать с собой крупную батарею, которая точно так же мешала бы во время спасательной операции. Но подход с киборгами вовсе не превращает таракана в бездумного зомби. Как раз важно, чтобы таракан сохранял некоторую самостоятельность и мог естественно преодолевать препятствия и избегать опасного мусора. Человек-оператор, по сути, лишь следит, чтобы тот держался пути.

"Например, в спасательной ситуации нам нужно стимулировать таракана, чтобы он сменил направление, только когда он идёт не туда, или двинулся, когда он неожиданно остановился", - сказал, описывая эту технологию в 2023 году специалист по робототехнике из Университета Осаки Кэйсукэ Морисима, не участвовавший в работе над водолазным костюмом.

Но у киборгов есть и серьёзные недостатки по сравнению с роботами. Пожалуй, самый очевидный - животным нужно дышать кислородом. Это сильно ограничивает виды местности, куда они могут попасть. А в случае спасательных операций (которые часто связаны с затопленными водой пространствами или зонами с ядовитыми веществами в воздухе) это довольно значительное ограничение.

"Это важно, потому что настоящие места катастроф могут стать труднопроходимыми после сильного дождя или наводнения, когда пути в завалах, стоках и узких щелях перекрыты, - сказал в заявлении профессор аэрокосмической инженерии Наньянского технологического университета в Сингапуре и руководитель исследования Хиротака Сато. - Расширив рабочие параметры наших насекомых-киборгов, включив в них передвижение под водой, мы полагаем, что они смогут усилить поисково-спасательные усилия".

Первый в мире водолазный костюм для таракана действительно работает

Вот тут-то и появляется идея нового водолазного костюма для насекомого. Инженерная команда хотела разработать систему лёгкую и не требующую множества сложных механических деталей, которые могли бы замедлить таракана. Для кислородного баллона они остановились на губке, покрытой катализатором из диоксида марганца. Это химическое соединение может медленно разлагаться при контакте с перекисью водорода, что, в свою очередь, создаёт кислород.

Кислород, выделяемый в баллоне, затем течёт по четырём силиконовым подающим трубкам, которые перед операцией прикрепляют к дыхальцам таракана. Исследователи говорят, что таракан, похоже, не против носить свой громоздкий рюкзак, хотя, конечно, точно узнать это трудно, не умея разговаривать по-тараканьи. Но разговор человека с тараканом - открытие для другого дня.

Рюкзак с кислородным баллоном сделан из напечатанного на 3D-принтере материала, похожего на пластик, размером всего 10 на 10 миллиметров - как небольшая пластинка жвачки. Всё это беспроводным образом связано с простым контроллером, которым человек-надзиратель управляет движением таракана. Чтобы проверить костюм, команда собрала ряд трубчатых полос препятствий (тоже напечатанных на 3D-принтере), призванных воссоздать некоторые затопленные ситуации, в которых может оказаться спасательное насекомое.

Он справился поразительно хорошо. Киборг успешно преодолел каждую опасную зону, с которой столкнулся, и делал это со скоростью лишь чуть меньшей, чем на суше. В водолазном костюме, по словам исследователей, время выживания таракана в этих подводных условиях выросло с нескольких минут до трёх часов.

Стоит отметить, что, хотя таракан и был погружён под воду, его испытывали в условиях, где было всего несколько сантиметров воды. Иными словами, не ждите, что тараканы будут погружаться с аквалангом вместе с экспедицией Джеймса Кэмерона в ближайшее время.

Источник