Zdalnie sterowane karaluchy-cyborgi zasilane energią słoneczną

Urządzenia elektroniczne na klatce piersiowej karaluchów mogą być teraz zasilane przez cienkowarstwowe ogniwa słoneczne przymocowane do ich brzucha.

Karaluch-cyborg z elektronika zasilaną ogniwami słonecznymi
Karaluch-cyborg z elektronika zasilaną ogniwami słonecznymi | fot. RIKEN

Po co projektować roboty od podstaw, skoro natura wykonała już za nas dużo ciężkiej pracy? To rozumowanie kryjące się za owadami-cyborgami, a teraz naukowcy znaleźli sposób na ulepszenie zdalnie sterowanych karaluchów-cyborgów, zasilając je za pomocą niestandardowych ogniw słonecznych. Owady wykorzystują szereg potężnych narządów zmysłów, są wystarczająco małe, aby dotrzeć do miejsc, do których my nie możemy, mogą przetrwać w szkodliwym środowisku i mogą wspinać się po powierzchniach lub z łatwością latać. Są to wszystkie przydatne atrybuty dla robotów – lub jeszcze lepiej cyborgów – wystarczy doczepić urządzenia elektroniczne do żywych owadów.

Na przestrzeni lat wiele rodzajów owadów zostało zmienionych w cyborgi. Szarańcza-cyborg może używać swoich czułych nosów do wywąchania materiałów wybuchowych, ważki-cyborgi mogą tworzyć zwinne małe drony, a karaluchy-cyborgi mogą przemykać przez strefy katastrofy w poszukiwaniu ocalałych.

Poprzednie wersje wykorzystywały małe baterie do zasilania elektroniki, ale to wpływało na czas ich działania. Tak więc na potrzeby nowych badań naukowcy z RIKEN zintegrowali ogniwa słoneczne z karaluchami-cyborgami.

Zespół zamontował elektronikę na grzbietach karaluchów z Madagaskaru, które rosną do około 6 cm (2,4 cala) długości. Ten pakiet elektroniki zawiera baterię litowo-polimerową, bezprzewodowy odbiornik i moduł kontrolujący nogi owada, umieszczony w „plecaku” wydrukowanym w 3D, który pasował do krzywizny jego klatki piersiowej.

Połączyli to z organicznym modułem ogniw słonecznych zamontowanym na odwłoku karalucha. Ta ultracienka folia mierzy zaledwie 0,004 mm grubości, dzięki czemu jest wystarczająco lekka, aby owady mogły ją przenosić. W różnych częściach folii zastosowano sekcje samoprzylepne i nieprzylepne, aby nie utrudniać poruszania się karaluchów.

Te ogniwa słoneczne miały moc wyjściową 17,2 mW, co wystarcza na dwie godziny pracy elektroniki po 30 minutach ładowania na słońcu. Zespół twierdzi, że ta wydajność jest 50 razy wyższa niż w przypadku innych urządzeń do zbierania energii wykorzystywanych na żywych owadach.

Te ulepszenia mogą sprawić, że karaluchy-cyborgi będą jeszcze lepsze w przedzieraniu się przez zawalone budynki w poszukiwaniu ocalałych lub w zdalnym monitorowaniu warunków za pomocą małych czujników. Zespół twierdzi, że nowy projekt można również dostosować do innych rodzajów owadów-cyborgów.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie npj Flexible Electronics.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: RIKEN za pośrednictwem Eurekalert i New Atlas