Japanners geven cyborgkakkerlak bewegingsvrijheid

Japanse onderzoekers hebben een cyborg-kakkerlak ontwikkeld met meer bewegingsvrijheid dan al zijn voorgangers.

Volgens de onderzoekers van het Japanse Riken Cluster for Pioneering Research (CPR) zijn de kakkerlakken uitgerust met een kleine draadloze bedieningsmodule die wordt aangedreven door een oplaadbare batterij die is bevestigd aan een zonnecel. Ondertussen zorgen ultradunne elektronica en flexibele materialen ervoor dat de cyborg-kakkerlakken vrij kunnen bewegen.

Om alle noodzakelijke componenten op te nemen die een deels-insecten-deel-machine cyborg-apparaat met beperkte oppervlakte kan faciliteren om gebieden te inspecteren of een omgeving te bewaken, creëerden de onderzoekers een kleine rugzak, ultradunne organische zonnecelmodules en een adhesiesysteem dat de apparatuur voor lange tijd aan de cyborg bevestigt, terwijl deze ook nog op natuurlijke wijze kan bewegen.

In het laboratorium bevestigden de onderzoekers de speciaal ontworpen rugzak – die een draadloze pootbesturingsmodule en lithium-polymeerbatterij bevatte – aan de bovenkant van 6 cm lange Madagaskar-kakkerlakken. Gemodelleerd naar het lichaam van een echte kakkerlak, werd de rugzak 3D-geprint met een elastisch polymeer en bevestigd aan het gebogen schild van de kakkerlak, waarna het stijve elektronische apparaat meer dan een maand stevig bleef zitten. Bovendien werd de organische zonnecelmodule van 0,004 mm dik aan de buik van het insect gemonteerd.

“De op het lichaam gemonteerde ultradunne organische zonnecelmodule bereikt een vermogen van 17,2 mW, wat meer dan 50 keer groter is dan het vermogen van de huidige ultramoderne apparaten voor het oogsten van energie op levende insecten”, aldus de onderzoekers.

Nadat de componenten in de kakkerlakken waren verwerkt en de batterij gedurende 30 minuten was opgeladen met kunstmatig zonlicht, testte het team de nieuwe cyborgs, die via een draadloze afstandsbediening naar links en rechts moesten draaien.

“Gezien de vervorming van de thorax en de buik tijdens de basisbeweging, lijkt een hybride elektronisch systeem van stijve en flexibele elementen in de thorax en ultrazachte apparaten in de buik een effectief ontwerp te zijn voor cyborg-kakkerlakken”, menen zij. “Bovendien, aangezien buikvervorming niet uniek is voor kakkerlakken, kan onze strategie in de toekomst worden aangepast aan andere insecten zoals kevers, of misschien zelfs vliegende insecten zoals krekels.”

Het onderzoek is beschreven in npj Flexible Electronics.