Μια πρωτοποριακή τεχνολογία που θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο διεξαγωγής των επιχειρήσεων έρευνας και διάσωσης σε περιοχές που έχουν πληγεί από φυσικές καταστροφές ανέπτυξαν επιστήμονες από τη Σιγκαπούρη και την Ιαπωνία.
Ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Νανγιάνγκ (NTU) στη Σιγκαπούρη και του Πανεπιστημίου Waseda στην Ιαπωνία κατασκεύασαν μια τρισδιάστατα εκτυπωμένη «στολή κατάδυσης» για τηλεκατευθυνόμενες κατσαρίδες-cyborg, η οποία τους επιτρέπει να κινούνται και να επιβιώνουν κάτω από το νερό ή σε περιβάλλοντα με πολύ χαμηλά επίπεδα οξυγόνου για έως και τρεις ώρες.
Η νέα αυτή τεχνολογία φιλοδοξεί να μετατρέψει τα βιοϋβριδικά έντομα σε πολύτιμα εργαλεία για τον εντοπισμό επιζώντων σε πλημμυρισμένα κτίρια, κατεστραμμένες υποδομές και άλλες δυσπρόσιτες περιοχές μετά από σεισμούς ή ακραία καιρικά φαινόμενα.
Ένα φορητό σύστημα παροχής οξυγόνου
Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει κατσαρίδες-cyborg, εξοπλίζοντάς τες με μικροσκοπικά ηλεκτρονικά συστήματα που επιτρέπουν τον απομακρυσμένο έλεγχο της πορείας τους.
Ωστόσο, μέχρι σήμερα υπήρχε ένα σημαντικό μειονέκτημα. Τα έντομα δεν μπορούσαν να κινηθούν μέσα σε πλημμυρισμένους χώρους, καθώς πνίγονταν μέσα σε λίγα λεπτά όταν βυθίζονταν στο νερό.
Για να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα εξαιρετικά ελαφρύ σύστημα υποστήριξης ζωής, το οποίο δεν περιορίζει την κίνηση της κατσαρίδας. Η τρισδιάστατα εκτυπωμένη συσκευή, διαστάσεων μόλις 10 επί 10 χιλιοστών, παράγει οξυγόνο μέσω χημικής αντίδρασης.
Στο εσωτερικό της βρίσκεται ένα μικρό σφουγγάρι με διοξείδιο του μαγγανίου, το οποίο διασπά σταδιακά το υπεροξείδιο του υδρογόνου, παράγοντας οξυγόνο. Στη συνέχεια, το αέριο μεταφέρεται μέσω τεσσάρων εύκαμπτων σωλήνων σιλικόνης στα αναπνευστικά ανοίγματα του εντόμου, ενώ παράλληλα εμποδίζεται η είσοδος νερού.
Όπως εξήγησε ο καθηγητής Σίντζιρο Ουμέζου του Πανεπιστημίου Waseda, η μεγαλύτερη πρόκληση ήταν η ανάπτυξη ενός συστήματος αρκετά μικρού, ελαφρού και εύκαμπτου ώστε να μπορεί να μεταφέρεται από το έντομο χωρίς να επηρεάζεται η φυσική του κινητικότητα.
Επιτυχημένες δοκιμές σε δύσκολες συνθήκες
Κατά τη διάρκεια των εργαστηριακών δοκιμών, οι κατσαρίδες που έφεραν τη νέα συσκευή παρέμειναν ενεργές μέσα σε πλημμυρισμένους σωλήνες, ενώ τα έντομα που δεν διέθεταν το σύστημα πνίγηκαν γρήγορα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι κατσαρίδες μπορούσαν να κινηθούν με μεγάλη ευελιξία τόσο σε θαλάμους γεμάτους διοξείδιο του άνθρακα όσο και σε πλήρως πλημμυρισμένες σήραγγες, διατηρώντας σχεδόν την ίδια ταχύτητα μέσα και έξω από το νερό.
Προοπτικές για επιχειρήσεις διάσωσης
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η νέα τεχνολογία μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη σε πραγματικές επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης, καθώς οι περιοχές που πλήττονται από σεισμούς ή πλημμύρες συχνά περιλαμβάνουν στενά, επικίνδυνα και μερικώς βυθισμένα σημεία, στα οποία δεν μπορούν να προσεγγίσουν εύκολα ούτε οι διασώστες ούτε τα συμβατικά ρομπότ.
Μάλιστα, κατσαρίδες-cyborg έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί σε αποστολές έρευνας μετά τον καταστροφικό σεισμό των 7,7 Ρίχτερ στη Μιανμάρ. Με τη νέα «στολή κατάδυσης» οι δυνατότητές τους αναμένεται να διευρυνθούν ακόμη περισσότερο.
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το επόμενο βήμα είναι η ενσωμάτωση θερμικών αισθητήρων και συστημάτων πλοήγησης, ώστε τα έντομα να μπορούν να εντοπίζουν επιζώντες ακόμη πιο αποτελεσματικά.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Communications.
