Tarakonai-ciborgai – tai gyvi vabzdžiai, prie kurių kūno pritvirtinama miniatiūrinė elektronika su elektrodais, leidžianti nuotoliniu būdu koreguoti jų judėjimą. Tokia hibridinė sistema išnaudoja natūralius raumenis ir nervų sistemą, todėl energijos sąnaudos paprastai gerokai mažesnės nei mažų robotų.
Dėl savo anatomijos tarakonai gali įveikti nelygų reljefą, pralįsti per siaurus plyšius ir išlikti funkcionalūs ten, kur tradicinė gelbėjimo robotika stringa. Tačiau iki šiol šią idėją ribojo paprastas biologinis faktas: sausumos vabzdžiai kvėpuoja per kvėptukus, o panardinti į vandenį greitai netenka deguonies.
Nanyang technologijos universiteto Singapūre ir Japonijos Waseda universiteto mokslininkai pristatė sprendimą, leidžiantį tarakonams veikti ir po vandeniu. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature Communications“.
Naujoji sistema primena nardymo įrangą: lankstus 3D spausdinimu pagamintas apvalkalas saugo kvėptukus nuo vandens, o ploni vamzdeliai nukreipia deguonį tiesiai į vabzdžio kvėpavimo sistemą. Deguonį generuoja mažas cheminis įrenginys, kuriam nereikia baterijų ar elektros maitinimo.
Deguonis išgaunamas kontroliuojama reakcija tarp vandenilio peroksido ir mangano dioksido, todėl jis išsiskiria palaipsniui ir gali būti tiekiamas ilgą laiką. Tokia schema svarbi ekstremaliomis sąlygomis, kai papildomas maitinimas ar įkrovimas yra sudėtingas arba neįmanomas.
Eksperimentuose naudoti Madagaskaro šnypščiantieji tarakonai Gromphadorhina portentosa. Su nauja įranga jie po vandeniu galėjo kvėpuoti ir judėti 2–3 valandas, kai tuo tarpu kontrolinės grupės vabzdžiai, neturėję sistemos, kvėpavimą nutraukdavo maždaug po 2 minučių.
Pasak tyrėjų, sprendimas svarbus ne vien dėl deguonies tiekimo: išlaikomas normalus metabolizmas ir judrumas, todėl vabzdys iš esmės tampa amfibiniu ciborgu, galinčiu dirbti tiek sausumoje, tiek užlietose erdvėse. Tai ypač aktualu po potvynių, griūčių ar žemės drebėjimų, kai paieška persikelia į vandeniu užpiltus rūsius, tunelius ar komunikacijų šulinius.
Mokslininkai mano, kad tokie vabzdžiai galėtų pasitarnauti ieškant žmonių griuvėsiuose, tikrinant vamzdynų, kanalų ir techninių ertmių būklę, kur patekti sudėtinga net specializuotai įrangai. Ateityje panašų apvalkalą, tikėtina, būtų galima pritaikyti ir kitiems vabzdžiams, pavyzdžiui, vabalams ar skėriams, nes jų kvėpavimo sistema yra panašaus tipo.
Kartu tai kelia ir platesnį klausimą apie naujos kartos paieškos technologijas, kuriose biologija derinama su DI valdymo sprendimais, jutikliais ir lengvomis ryšio sistemomis. Tokie projektai siekia rasti kompromisą tarp efektyvumo, autonomijos ir gebėjimo veikti ten, kur klasikinė robotika dėl dydžio, energijos ar manevringumo tampa per lėta.
Vis dėlto praktiniam pritaikymui reikės papildomų bandymų realiomis sąlygomis, taip pat aiškių standartų dėl saugos ir gyvūnų gerovės. Tyrėjų teigimu, tikslas yra sukurti patikimą platformą, kuri gelbėtojams suteiktų daugiau galimybių greičiau pasiekti užblokuotas, užlietąs ar nestabilias vietas.