Scarafaggi cyborg in muta da sub: gli insetti salveranno vite umane
Un team di ricerca trasforma scarafaggi giganti in cyborg telecomandati. Grazie a una minuscola muta da sub, i robusti bio-droni potranno in futuro svolgere missioni di salvataggio anche in condotte profonde e in aree disastrate alluvionate.
L'idea di modificare gli insetti con l'elettronica e usarli per l'esplorazione non è nuova. Gli scarafaggi vivi possono essere controllati in modo relativamente semplice tramite impulsi energetici e possono strisciare attraverso fessure e tubi stretti che sono inaccessibili agli esseri umani o ad altri mezzi tecnici. Ma anche gli scarafaggi dipendono dall'ossigeno. Non possono sopravvivere né sott'acqua né in atmosfere tossiche.
Ricercatori di Singapore e del Giappone hanno quindi sviluppato una tuta protettiva impermeabile per gli scarafaggi. I ricercatori si riferiscono agli scarafaggi come cyborg a causa della combinazione di un essere vivente con componenti elettronici. Il cyborg anfibio con muta da sub è attualmente ancora in fase di prototipo e validazione. Alcuni animali hanno già completato test pratici.
L'idea di base dietro il concetto è quella di sviluppare un drone vivente telecomandato che possa operare a terra e sott'acqua. I possibili scenari di applicazione includono l'esplorazione in aree disastrate e l'ispezione di condotte o altri sistemi di tubazioni stretti.
I ricercatori hanno presentato il loro sviluppo sulla rivista scientifica «Nature» a giugno.
Una muta da sub isola il cyborg dall'ambiente
Come «piattaforma biologica», il team si affida allo scarafaggio sibilante del Madagascar (Gromphadorhina portentosa). Si tratta di una grande specie di scarafaggio che raggiunge una lunghezza corporea fino a 88 millimetri. È robusto e può essere controllato elettronicamente con un basso consumo energetico. Il controllo remoto avviene tramite un minuscolo microcontrollore che lo scarafaggio sibilante porta sulla schiena come uno zaino. Converte i comandi di controllo digitali in stimoli elettrici e li trasmette all'apparato locomotore.
L'insetto respira attraverso quattro aperture speciali sul corpo, chiamate stigmi. Qui, come nei subacquei umani, può essere fornito ossigeno. Ciò consente all'insetto di sopravvivere in ambienti a basso contenuto di ossigeno.
La muta da sub è composta da tre componenti: un guscio flessibile, attaccato all'addome dello scarafaggio, isola l'insetto dagli influssi ambientali. Al suo interno è alloggiato un generatore di ossigeno passivo che produce ossigeno dalla decomposizione del perossido di idrogeno. Quattro tubi flessibili lo convogliano agli stigmi. Lì vengono fissati con cera d'api. Questa sigilla anche le aperture in modo che l'acqua non possa penetrare.
In vari test, i cyborg hanno dimostrato le loro prestazioni tramite telecomando. Hanno dovuto attraversare un tunnel lungo 170 centimetri che conteneva sia aree piene di CO2 che sezioni d'acqua. In uno stagno, i cyborg hanno dimostrato di poter strisciare sott'acqua attraverso strette fessure rocciose.
Raggiungono una velocità maggiore rispetto alla maggior parte dei robot puramente meccanici di dimensioni comparabili: possono percorrere una distanza pari alla lunghezza del loro corpo al secondo. Grazie alla muta da sub, i cyborg possono sopravvivere e rimanere mobili sott'acqua fino a tre ore. Senza la tuta, gli scarafaggi soffocherebbero dopo un massimo di due minuti.
Gli scienziati affermano che gli animali non devono morire dopo i test: la tuta protettiva può essere rimossa e gli animali da esperimento sono stati osservati per diversi giorni. Secondo i ricercatori, i cyborg sono sopravvissuti ai test e hanno mostrato un comportamento normale durante il periodo di osservazione. Gli autori dello studio non affrontano ulteriori questioni etiche.
Musica del futuro: autonomia invece del controllo remoto
Attualmente, i cyborg devono ancora essere monitorati dall'esterno per il controllo remoto. Non c'è una telecamera che trasmetta immagini alla persona che controlla. I test pratici si sono quindi svolti a vista.
In futuro, si prevede di non controllare più gli animali a distanza, ma di farli lavorare autonomamente tramite mini-computer sulla schiena. L'attrezzatura attuale, cioè il controllo elettronico e la tuta protettiva, pesa 6,2 grammi. Con un carico utile di 15 grammi, gli scarafaggi possono trasportare altri 8,8 grammi di carico utile. Una «rilevazione umana a bordo», cioè sensori che reagiscono al calore e ai rumori, potrebbe determinare la direzione di marcia del cyborg. Altri progetti di ricerca si stanno attualmente occupando di tali sensori per il portatore di scarafaggi.
Si sente a casa sia davanti al PC da gaming che sull'amaca in giardino. È affascinata dall'Impero Romano, dalle navi container e dai libri di fantascienza, tra le altre cose. Fiuta soprattutto le ultime notizie dal settore IT e smart gadget.
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