Дистанционно управляемые «тараканы-киборги» могут оставаться под водой 3 часа

Фото из открытых источников

Все слышали популярный миф о том, что тараканы практически неуничтожимы и будут единственными животными, пережившими апокалипсис. Если же эти последние времена будут связаны с библейскими потопами или повышением уровня моря, то у этих насекомых теперь может быть ещё больше шансов остаться последними выжившими. 

В новом исследовании ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре и Университета Васэда в Токио разработали тараканов-киборгов, оснащенных интегрированным водолазным костюмом, позволяющим им передвигаться под водой. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Система киборга использует способ получения кислорода тараканами для дыхания. Вместо легких и трахеи насекомые получают кислород через сеть крошечных трубочек, проходящих вдоль их тела. Вместо крови эти трубки подают кислород непосредственно к клеткам организма. 

Для обеспечения такой конструкции костюм оснащен четырьмя силиконовыми трубками для подачи кислорода, которые напрямую соединяются с естественной системой органов дыхания насекомого. Эти искусственные трубки соединены с резервуаром для генерации кислорода на спине насекомого, содержащим разбавленную перекись водорода. После добавления диоксида марганца в качестве катализатора он медленно разлагает перекись, высвобождая кислород.

Помимо возможности передвижения под водой, костюм киборга оснащен электронными контроллерами, которые дистанционно управляют движением насекомого. Поскольку насекомое по-прежнему использует собственные мышцы для передвижения, нет необходимости в батареях или миниатюрных силовых кабелях. 

В целом, система позволяет таракану передвигаться и оставаться под водой до трех часов. Он даже может выныривать из воды и беспрепятственно передвигаться по суше, как настоящее земноводное. 

«Главная инженерная задача заключалась в создании системы, достаточно маленькой, легкой и гибкой для ношения насекомым, и в то же время обеспечивающей достаточное количество кислорода для длительного передвижения под водой», — говорится в заявлении профессора Синдзиро Умэдзу из Школы креативных наук и инженерии Университета Васэда. «Наш подход сочетает в себе мягкую водонепроницаемую оболочку с простым, но надежным химическим генератором кислорода. Это позволяет насекомому сохранять свою естественную подвижность, будучи защищенным от среды, в которой оно обычно не может выжить».

Исследователи считают, что кибернетические насекомые — наполовину органические, наполовину искусственные — на самом деле лучше подходят для таких задач, как исследование сложных и опасных сред, чем обычные роботы. Объединив лучшие достижения биологии с некоторыми технологическими усовершенствованиями, они способны передвигаться в реальном мире так, как это оттачивался естественным отбором на протяжении миллионов лет, просто с добавлением некоторых дополнительных механизмов.

Это не просто пустые мечты. Киборги-насекомые из лаборатории были задействованы в реальных поисково-спасательных операциях после землетрясения магнитудой 7,7 в Мьянме в марте 2025 года. Команда мадагаскарских шипящих тараканов была оснащена инфракрасными камерами и датчиками, а затем перемещалась по руинам с помощью электродов и дистанционных датчиков. Полученная информация затем обрабатывалась алгоритмом машинного обучения, который мог определить наличие признаков жизни. 

Теперь, благодаря технологиям подводного плавания, тараканы могут исследовать еще более опасные места, от трещин в подводных пещерах до заполненных водой канализационных труб.

«Наш новый костюм для подводного плавания с насекомыми работает как кислородный баллон, используемый водолазами. Он генерирует кислород и подает его непосредственно в дыхательные отверстия насекомого, позволяя таракану-киборгу выживать и передвигаться под водой или в условиях низкого содержания кислорода», — добавил профессор Хиротака Сато, руководитель исследования из NTU Singapore. «Это важно, потому что на реальных местах стихийных бедствий после сильных дождей или наводнений могут возникнуть сложные ситуации, когда пути доступа блокируются обломками, дренажными каналами и узкими проходами. Мы считаем, что, расширив рабочие параметры наших кибернетических насекомых, включив в них возможность передвижения под водой, мы сможем повысить эффективность поисково-спасательных работ».