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| Investigadores de RIKEN (Japón) han creado cucarachas cibernéticas por control remoto, equipadas con un diminuto módulo de control inalámbrico que se alimenta de una batería recargable unida a una célula solar. Crédito: RIKEN |
Para ayudar a investigar regiones peligrosas o vigilar el medio ambiente, los científicos han intentado crear insectos cibernéticos, en parte insectos, y principalmente máquinas. Sin embargo, para que su uso sea viable es necesario poder controlar los insectos cibernéticos a distancia durante largos periodos de tiempo. Sin embargo, su potencia se limita a menos de un mW, que es considerablemente inferior a la necesaria para el control inalámbrico de la locomoción. El área y la carga del dispositivo de recolección de energía perjudican considerablemente la movilidad de los pequeños robots.
Un equipo internacional dirigido por investigadores del RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) ha diseñado un sistema para crear cucarachas cibernéticas por control remoto. El sistema consiste en un diminuto módulo de control inalámbrico alimentado por una batería recargable unida a una célula solar. Los insectos pueden moverse gracias a los materiales flexibles y la electrónica ultrafina, a pesar de los artilugios mecánicos.
Los científicos realizaron su investigación con cucarachas de Madagascar de 6 cm de longitud. El módulo de control inalámbrico de las patas y la batería de polímero de litio se montaron en el tórax del insecto utilizando una mochila hecha a medida a partir del cuerpo de una cucaracha modelo. La mochila se imprimió en 3D con un polímero elástico y se ajustó perfectamente a la superficie curva de la cucaracha. Esto permitió que el dispositivo electrónico rígido estuviera montado de forma estable en el tórax durante más de un mes.
Kenjiro Fukuda, CPR de RIKEN, dijo: "El módulo de células solares orgánicas ultrafinas de 0,004 mm de grosor se montó en la parte dorsal del abdomen. El módulo de células solares orgánicas ultrafinas montado en el cuerpo alcanza una potencia de salida de 17,2 mW, más de 50 veces mayor que la de los actuales dispositivos de recolección de energía de última generación en insectos vivos".
La libertad de movimiento fue posible gracias a la construcción delgada y flexible de la célula solar orgánica y a la forma en que se fijó al insecto. Los científicos descubrieron que el abdomen cambia de forma y partes del exoesqueleto se superponen tras observar detenidamente los movimientos típicos de las cucarachas.
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| a Fotografía de un insecto cíborg con G. portentosa. Barra de escala, 10 mm. b Esquema de los ciborgs. c Esquema del montaje de los componentes rígidos en el tórax con la ayuda de una mochila impresa en 3D. d Esquema del sistema del módulo de control de la locomoción inalámbrica y de las fuentes de energía recargables. Crédito: Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. et al |
Para ello, intercalaron regiones adhesivas y no adhesivas en las láminas, lo que les permitió flexionarse sin dejar de estar sujetas. Las cucarachas tardaron el doble de tiempo en recorrer la misma distancia cuando se probaron las películas de células solares más finas, y tuvieron problemas para ponerse de pie tras caer de espaldas.
Una vez integrados estos componentes en las cucarachas y los cables que estimulan los segmentos de las patas, se probaron los nuevos ciborgs. La batería se cargó con pseudo-luz solar durante 30 minutos, y se hizo que los animales giraran a la izquierda y a la derecha utilizando el mando a distancia inalámbrico.
Fukuda dijo: "Teniendo en cuenta la deformación del tórax y el abdomen durante la locomoción básica, un sistema electrónico híbrido de elementos rígidos y flexibles en el tórax y dispositivos ultrasuaves en el abdomen parece ser un diseño eficaz para las cucarachas ciborg. Además, como la deformación abdominal no es exclusiva de las cucarachas, nuestra estrategia puede adaptarse en el futuro a otros insectos como los escarabajos o a insectos voladores como las cigarras."
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Universidad de Riken