Μικρές στολές κατάδυσης, τυπωμένες σε 3D, επιτρέπουν σε κατσαρίδες να κινούνται κάτω από το νερό έως και 3 ώρες χωρίς παρενέργειες. Η εξέλιξη αυτή θα μπορούσε να δώσει τη δυνατότητα σε σμήνη από cyborg έντομα να εξερευνούν περιοχές καταστροφών και, ίσως κάποτε, τον Άρη.
Ένα cyborg κατσαριδούλα με στολή για αναπνοή κάτω από το νερό NTU Singapore
Ένα cyborg κατσαριδούλα με στολή για αναπνοή κάτω από το νερό
Σμήνη από cyborg έντομα, τα οποία ελέγχονται εξ αποστάσεως μέσω ηλεκτρικών εμφυτευμάτων, μπορούν πλέον να λειτουργούν κάτω από το νερό, χάρη σε μικροσκοπικές στολές κατάδυσης που τους παρέχουν οξυγόνο. Η ίδια τεχνολογία θα μπορούσε κάποια μέρα να τα βοηθήσει να εξερευνήσουν και τον Άρη.
Ο Hirotaka Sato από το Nanyang Technological University στη Σιγκαπούρη και οι συνεργάτες του είχαν δείξει ήδη από το 2021 ότι οι κατσαρίδες της Μαδαγασκάρης (Gromphadorhina portentosa) μπορούν να ελέγχονται εξ αποστάσεως με ηλεκτρόδια τοποθετημένα σε αισθητήρια όργανα που ονομάζονται cerci. Το 2024, απέδειξαν επίσης ότι ένα σμήνος από 20 τέτοια cyborg έντομα μπορούσε να συντονίζεται.
Πλήρως αυτόνομα drones σκότωσαν για πρώτη φορά ανθρώπους στρατιώτες
Στόχος ήταν να αναπτυχθούν βιολογικά ρομπότ, εξοπλισμένα με υπέρυθρους αισθητήρες, τα οποία θα μπορούσαν να απελευθερωθούν σε μεγάλους αριθμούς μετά από φυσικές καταστροφές για να εντοπίζουν επιζώντες. Οι κατσαρίδες αποτελούν έτοιμη πλατφόρμα για τέτοιες εφαρμογές, με λειτουργική πηγή ενέργειας, αποδοτική κίνηση και ενσωματωμένα αντανακλαστικά αποφυγής εμποδίων, δυνατότητες που οι μηχανικοί εξακολουθούν να δυσκολεύονται να αναπαράγουν μηχανικά σε τόσο μικρή κλίμακα.
Ωστόσο, ο Sato και η ομάδα του δεν ήταν ικανοποιημένοι με το γεγονός ότι τα έντομα δεν μπορούσαν να ερευνήσουν πλημμυρισμένες περιοχές, οι οποίες δεν είναι σπάνιες σε ζώνες καταστροφών. Έτσι, ανέπτυξαν μια στολή κατάδυσης που τους επιτρέπει να λειτουργούν κάτω από το νερό.
Οι κατσαρίδες αναπνέουν μέσω πόρων που ονομάζονται spiracles και βρίσκονται στην κοιλιά και στον θώρακά τους. Οι ερευνητές σχεδίασαν σε 3D μια αδιάβροχη ρητινώδη στολή, η οποία προστατεύει τα abdominal spiracles από το νερό. Μικροσκοπικοί σωλήνες εκτείνονται προς τα εμπρός από τη στολή και συνδέονται απευθείας με τα thorax spiracles, καθώς το κύριο μέρος της στολής θα εμπόδιζε την κίνηση των ποδιών αν κάλυπτε και τον θώρακα.
Αντί να τροφοδοτούν τα έντομα με ένα δοχείο οξυγόνου υπό πίεση, όπως γίνεται στις στολές κατάδυσης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μείγμα υπεροξειδίου του υδρογόνου και διοξειδίου του μαγγανίου. Όταν αυτά τα δύο χημικά αντιδρούν, το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποσυντίθεται και παράγει οξυγόνο, το οποίο μπορεί να απορροφήσει η κατσαρίδα.
Φορώντας τη στολή, οι κατσαρίδες μπόρεσαν να κινούνται κάτω από το νερό για έως και 3 ώρες τη φορά, σε βάθος έως 50 εκατοστών, χωρίς καμία αρνητική επίπτωση. Και τα πέντε έντομα που παρακολουθήθηκαν μετά τη χρήση των στολών ήταν ακόμη υγιή τρεις ημέρες αργότερα.
Οι στολές επέτρεψαν επίσης στα έντομα να κινούνται κάτω από το νερό με απρόσμενα φυσικό τρόπο. Στη στεριά, τα cyborg έντομα με τη στολή κατέγραφαν μέση ταχύτητα προς τα εμπρός 87,5 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο, και η ταχύτητα αυτή μειωνόταν μόλις στα 78,4 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο κάτω από το νερό.
Ο Sato λέει ότι τέτοιες στολές θα μπορούσαν να κάνουν τα cyborg έντομα διάσωσης πολύ πιο ικανά, αλλά ελπίζει επίσης να εξετάσει τη χρήση τους και στο διάστημα, ένα ακόμη περιβάλλον όπου λείπει το απαραίτητο οξυγόνο.
“Ο τελικός στόχος είναι να [μεταφέρουμε αυτή την τεχνολογία] στο διάστημα”, λέει. “Είναι κάπως ένα βήμα, ένα μεγάλο βήμα, προς στολές για cyborg έντομα. Εξερεύνηση στην επιφάνεια του Άρη, για παράδειγμα.”
A very serious guide to buying your own humanoid robot butler
Για τον σκοπό αυτό, η ερευνητική ομάδα σκοπεύει τώρα να δοκιμάσει τις στολές για κατσαρίδες στις δύσκολες συνθήκες που θα μπορούσαν να συναντήσουν σε τροχιά ή στην επιφάνεια ενός πλανήτη όπως ο Άρης: πολύ χαμηλές και πολύ υψηλές θερμοκρασίες, κενό και έντονη ακτινοβολία. Ωστόσο, οι διαστημικές υπηρεσίες ίσως να μην βλέπουν θετικά την ιδέα να σταλούν κατσαρίδες στον Άρη, καθώς αυτό θα δημιουργούσε κίνδυνο επιμόλυνσης του πλανήτη με μικρόβια από τη Γη.
Ο Alan Winfield από το University of the West of England λέει ότι η ιδέα των κατσαρίδων που κάνουν κατάδυση μπορεί να ακούγεται παράξενη, αλλά έχει προφανείς εφαρμογές, όπως η περιβαλλοντική παρακολούθηση.
“Έχουν γίνει προσπάθειες να κατασκευαστούν πολύ μικρά ρομπότ, αλλά το πρόβλημα είναι οι μπαταρίες. Σε ένα πολύ μικρό ρομπότ, συνήθως δεν έχεις μεγάλη διάρκεια μπαταρίας”, λέει. “Οι άνθρωποι συνήθιζαν συχνά να μου λένε, ποια είναι τα τρία μεγάλα προβλήματα στα κινητά ρομπότ; Και εγώ έλεγα: ενέργεια, ενέργεια και ενέργεια.”
Οι κατσαρίδες δεν είναι μόνο πολύ πιο αποδοτικές από τα ρομπότ και μπορούν να λειτουργούν για περισσότερη ώρα χωρίς ανεφοδιασμό. Είναι επίσης ικανές να αναζητούν μόνες τους τροφή στη φύση και να λειτουργούν σχεδόν επ’ αόριστον.
Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-026-74235-1
The future of space travel This session brings together Helen Sharman, the first British astronaut, and Meganne Christian, a current ESA astronaut reserve. This is an inspirational session of bold ideas, real world insight, and a taste of off-planet science and adventure. Learn more
The future of space travel
This session brings together Helen Sharman, the first British astronaut, and Meganne Christian, a current ESA astronaut reserve. This is an inspirational session of bold ideas, real world insight, and a taste of off-planet science and adventure.
Receive a weekly dose of discovery in your inbox. We’ll also keep you up to date with New Scientist events and special offers.
