Scarafaggi cyborg radiocomandati a distanza e alimentati da energia solare

Lo scarafaggio cyborg con l'attrezzatura posta sul corpo (credito: Kakei, Y., Katayama, S., Lee, S. et al. | npj Flexible Electronics

Scarafaggi cyborg telecomandati controllati da una nanotecnologia senza fili e alimentati da una batteria ricaricabile. È quello che descrive uno nuovo comunicato del RIKEN in relazione ad un nuovo progetto che ha visto la pubblicazione di uno studio sulla rivista npj Flexible Electronics.[1]

Insetti “cyborg”

Si tratta in effetti di insetti “cyborg”: sono in parte insetti e in parte macchina anche se non nel vero senso del termine. Gli animali possono eseguire determinati movimenti a seguito di impulsi elettrici che possono essere generati a distanza. A cosa servono gli insetti “radiocomandati”? Soprattutto per ispezionare quelle aree pericolose dove gli esseri umani o altre tipologie di dispositivi radiocomandati non possono arrivare facilmente. Inoltre potrebbero essere di utilità anche per monitorare l’ambiente.

I problemi nel “radiocomandare” gli insetti

Il problema nel costruire dispositivi per direzionare da remoto il movimento degli insetti risiede nel controllare a distanza questi dispositivi per periodi lunghi di tempo. L’altro problema risiede nella batteria: mantenerla sempre adeguatamente carica è fondamentale.
Gli scarafaggi hanno una superficie corporea limitata e creare dispositivi piccoli ed efficienti è una sfida.

Piccoli moduli di celle solari organiche

In questo caso i ricercatori hanno sviluppato piccoli moduli di celle solari organiche ultrasottili e un particolare sistema di adesione per far sì che questo dispositivo di celle solari con relativa batteria e modulo per la connessione senza fili rimangano attaccati al corpo degli scarafaggi anche quando questi ultimi compiono movimenti non prevedibili.
Le piccole celle solari organiche possono sviluppare una potenza di 17,2 mW, un quantitativo di energia almeno 50 volte più grande di quello che viene sviluppato da dispositivi simili che si collocano sugli insetti viventi, come spiega Kenjiro Fukuda, il ricercatore che sta realizzando gli esperimenti al Cluster for Pioneering Research (CPR) del RIKEN.

Il dispositivo collocato sugli scarafaggi del Madagascar

I ricercatori hanno usato gli scarafaggi del Madagascar (Gromphadorhina portentosa), lunghi all’incirca 6 cm. I ricercatori hanno attaccato il modulo per la connessione senza fili sulla parte superiore dell’insetto e le celle solari ultrasottili sull’addome. Lo “zaino” stato progettato appositamente e modellato sul corpo dello scarafaggio tramite stampa 3D e con utilizzo di un polimero elastico.
Tutto il dispositivo, poi, si serve di particolari cavi che stimolano i segmenti delle gambe in modo che gli stessi ricercatori possono a “radiocomandare “l’insetto a distanza.

I ricercatori possono far girare gli scarafaggi a destra e a sinistra

I primi test mostrano che gli stessi ricercatori, da remoto, possono far girare a destra e a sinistra gli animali. “Considerando la deformazione del torace e dell’addome durante la locomozione di base, un sistema elettronico ibrido di elementi rigidi e flessibili nel torace e dispositivi ultramorbidi nell’addome sembra essere un progetto efficace per gli scarafaggi cyborg”, spiega Fukuda secondo il quale lo stesso dispositivo può essere adattato per altri tipi di coleotteri e forse anche insetti volanti, come le cicale.

Note e approfondimenti

  1. Integration of body-mounted ultrasoft organic solar cell on cyborg insects with intact mobility | npj Flexible Electronics (DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2)

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