Científicos crean cucarachas cyborg a control remoto con energía solar

Apr 28, 2023

Un equipo internacional dirigido por investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) en Japón ha descubierto una técnica para hacer que las cucarachas cyborg controladas a distancia sean aún más sofisticadas cargándolas con un pequeño módulo de células solares.

Los insectos son notables; ellos:

Estas cualidades benefician a los robots, o mejor aún, a los cyborgs creados al unir componentes electrónicos a insectos biológicos.

Los investigadores colocaron dispositivos electrónicos en la espalda de las cucarachas de Madagascar. Una "mochila" impresa en 3D que coincide con la forma del tórax del insecto contiene la electrónica, que incluye una batería de polímero de litio recargable, un receptor inalámbrico y un módulo que controla las patas del insecto.

Lo conectaron a un módulo de células solares orgánicas sujeto al abdomen de la cucaracha. Los componentes electrónicos están cubiertos por una película ultrafina de solo 4 micrómetros de espesor (alrededor de 18 veces más delgada que un cabello humano) para enviar impulsos eléctricos para controlar la cucaracha. Al mismo tiempo, sigue siendo portátil y no perjudica los movimientos básicos de los insectos.

Los investigadores probaron películas de células solares más gruesas. Sin embargo, las cucarachas tardaron el doble en correr la misma distancia y tuvieron dificultad para enderezarse cuando se voltearon sobre sus espaldas.

Finalmente, se utilizaron partes adhesivas y no adhesivas en varios puntos de la película para no entorpecer la movilidad de las cucarachas,

"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 eficaz para las cucarachas cyborg. Además, dado que la deformación abdominal no es exclusiva de cucarachas, nuestra estrategia se puede adaptar a otros insectos como los escarabajos, o tal vez incluso a insectos voladores como las cigarras en el futuro". dijo Kenjiro Fukuda del Riken Cluster for Pioneering Research en Japón.

Después de cargar durante 30 minutos a la luz, estas células solares tenían una potencia de salida de 17,2 mW, suficiente para hacer funcionar la electrónica durante dos horas. Según el equipo de investigación, la producción de este dispositivo es 50 veces mayor que la de otros dispositivos de recolección de energía de última generación empleados en insectos vivos.

Kenjiro Fukuda dijo:

"Los dispositivos de recolección de energía montados en el cuerpo son fundamentales para expandir el rango de actividad y funcionalidad de los insectos cyborg".

La cucaracha sibilante de Madagascar es un invertebrado negro y marrón que puede crecer hasta 6 cm (2,4 pulgadas) de largo. Las cucarachas son originarias de la isla de Madagascar, frente a la costa de África. Hacen el silbido moviendo rápidamente el aire a través de las aberturas en la espalda cuando se sienten amenazados. El sonido se asemeja al traqueteo de la cola de una serpiente.

Muchas especies de insectos han sufrido una transformación cyborg a lo largo de los años, entre ellas:

Los componentes electrónicos de los modelos anteriores funcionaban con baterías diminutas, lo que limitaba el tiempo que podían funcionar antes de necesitar recargarse o reemplazarse. Con esto en mente, los investigadores de RIKEN CPR modificaron las cucarachas para incluir células solares en su último estudio. Con una celda solar, los investigadores podrían controlar a distancia una cucaracha indefinidamente, ya que ya no estarían limitados por la duración de la batería. La celda solar también elimina la necesidad de recargar la batería con una estación de acoplamiento.

Estos avances podrían hacer que las cucarachas cyborg sean aún más eficientes en misiones de búsqueda y rescate o en el uso de pequeños sensores para monitorear las condiciones ambientales de forma remota. Además, el equipo de investigación afirma que podría aplicar el nuevo diseño a varias otras especies de insectos. La investigación se publicó el 5 de septiembre de 2022 en la revista npj Flexible Electronics.

Mira cómo la cucaracha cyborg carga su mochila especial en el siguiente video.