Miniaturowe skafandry kosmiczne to właśnie coś, co inżynierowie stworzyli dla karaluchów. I nie mówimy tu tylko o jakichkolwiek ubraniach, ale o funkcjonalnym wyposażeniu. Teraz owady są w stanie przetrwać pod wodą nawet do trzech godzin.
Odważne posunięcie w przypadku błędu o złej reputacji.
Oddychanie pod wodą
Sekret tkwi w sposobie oddychania chrząszcza. A dokładniej, jak sprzęt rozwiązuje za niego ten problem. Tlen nie jest pobierany z wody, co jest logiczne, ale pochodzi z wbudowanego generatora. Rurki silikonowe dostarczają gaz bezpośrednio do znamion karalucha, czyli maleńkich otworów oddechowych po bokach jego ciała.
„Nasze podejście łączy miękką, wodoodporną obudowę z chemicznym generatorem tlenu, zachowując naturalną ruchliwość owada i chroniąc go przed wrogim środowiskiem” – mówi Shinjiro Uze.
Jest profesorem na Uniwersytecie Waseda i współautorem nowego badania, opublikowanego 29 czerwca w czasopiśmie Nature Communications.
Nie chodzi tylko o to, żeby pozostać suchym. System radzi sobie również w środowiskach o niskiej zawartości tlenu.
Po co używać owadów?
Cyberowady nie są nowym pomysłem. Elektroniczne sterowniki kontrolujące ruchy istot żywych są w użyciu już od jakiegoś czasu. Jaka jest główna zaleta? Baterie są na wyczerpaniu. Owady natomiast działają na mięśniach biologicznych i nie potrzebują baterii wielkości ich głowy.
Weźmy na przykład Birmę, marzec 2026 r. W trzęsieniu ziemi o sile 7,7 w skali Richtera zginęło ponad 3700 osób. Te cyberkaraluchy penetrowały gruzy tam, gdzie maleńkie roboty po prostu nie mogły dotrzeć lub nie mogły tam pracować wystarczająco długo. Eksplorowali trudno dostępne nisze.
Laboratorium tym kieruje Hirotaka Sato. Nad tą technologią pracuje od ponad dziesięciu lat na Uniwersytecie Technologicznym Nanyang (Singapur). Ten nowy podwodny kombinezon poszerza jego wizję.
Podczas klęsk żywiołowych zdarzają się powodzie. Gruz pozostaje wilgotny. Zwykłe karaluchy toną. Cyber karaluchy – nie.
Projekt garnituru
Sprzęt jest prosty. Prawie zbyt proste.
- Elastyczna wodoodporna powłoka zewnętrzna.
- Cztery silikonowe rurki podłączone do znamion.
- Zbiornik gazu wydrukowany w 3D.
Chemia produkcji tlenu jest tradycyjna, ale skuteczna. Dwutlenek dimanganianu(IV) nanosi się na gąbkę znajdującą się wewnątrz zbiornika. Następnie wprowadza się nadtlenek wodoru. Mieszanina powoli rozkłada się, uwalniając tlen. Wszystko jest uszczelnione klejem ultrafioletowym.
Żadnych wycieków. Lekki do przenoszenia.
„Kluczowym wyzwaniem było utrzymanie małych i elastycznych rozmiarów projektu” – zauważył Uze, „ale jednocześnie wystarczającej mocy, aby wytrzymać wiele godzin pod wodą”.
Testy w terenie
Inżynierowie nie tylko zbudowali urządzenie – wrzucili chrząszcze do wody. Do testów wykorzystano syczące karaluchy madagaskarskie. Umieszczano je w akwariach i przeciskano przez plastikowe rurki zaprojektowane tak, aby symulować ciśnienie miażdżące i brak powietrza występujące w zawalonych tunelach lub zalanych systemach odwadniających.
Trzecia. Trwały trzy godziny.
Wyobraź sobie sprawdzanie zalanej rury bez wysyłania ludzkiego nurka i bez ryzyka utraty drogiego drona, który natychmiast zatonąłby. Może następny będzie nosorożec? Albo szarańczę? Kto wie.
„Działa jak balon, którego używają nurkowie, ale można go przyczepiać i zdejmować bez szkody dla owada” – powiedziała Sato.
Brzmi ponuro, gdy pomyślisz o samym owadzie. Ale brzmi to mniej ponuro, jeśli wyobrazisz sobie poszukiwania ocalałych w zalanej piwnicy.
W najbliższej przyszłości skafandry otrzymają czujniki i systemy nawigacji. Testy przeprowadzane są w symulowanych warunkach katastrofy. Błędy są gotowe, przynajmniej na razie. Pływają, oddychają i czekają.
Co najpierw poprosimy, aby znaleźli?
