2026. július 19. 8:00
Japán és szingapúri kutatók olyan kiborgcsótányt fejlesztettek, amely akár órákig is képes a víz alatt mozogni. Elsőre horrorfilmnek tűnik az ötlet, a cél azonban nagyon is földhözragadt: olyan élő „minirobotokat” létrehozni, amelyek ott is elférnek és ott is működnek, ahol a klasszikus gépek már régen feladják.
Nem elárasztani akarnak minket csótányokkal
Aki valaha látott csótányt a konyhában, valószínűleg nem arra vágyik, hogy a rovar még a víz alatt is jól érezze magát. A Nature Communications-ben megjelent tanulmány szerzői azonban nem a lakások rémálmát, hanem mentőeszközt látnak bennük.
A céljuk az, hogy a csótányokat és más rovarokat távolról irányítható, miniatűr „robotokká” alakítsák, amelyeket például földrengés utáni romokban rekedt túlélők keresésére, szűk üregek átvizsgálására, ipari csővezetékek belső ellenőrzésére lehet bevetni.
A klasszikus kisméretű robotok fejlesztése bonyolult és drága, energiaellátásuk problémás, mozgásuk sokszor bizonytalan. A kutatók ezért már régóta kísérleteznek azzal, hogy a természet „kész” megoldásait használják: az élő rovar testét, izomzatát, idegrendszerét.
Hogyan lesz a csótányból kiborg?
A japán Szató Hirotaka több mint tíz éve dolgozik azon, hogyan lehet rovarokat részben gépesíteni. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a csótányokra apró elektródákat és vezérlő egységet szerel, amelyekkel az állatok mozgását távolról befolyásolni tudja.
A koncepció lényege egyszerű: a csótány saját izmaival mozog, de a kanyarodás, irányváltás kívülről érkező elektromos impulzusokkal irányítható. Az állat így félig önálló, félig robotpilóta-üzemmódban dolgozik.
Ennek több előnye is van a teljesen mesterséges minirobotokhoz képest:
- nagyon kevés energiát igényelnek, mert a „motor” maga a rovar,
- rendkívül szűk, szabálytalan tereken is könnyedén mozognak,
- természetes környezetükben is jól boldogulnak, rugalmasan alkalmazkodnak az akadályokhoz.
Ezt a technológiát már bevetették a gyakorlatban is: a kutatók szerint például a mianmari 7,7-es földrengés után is használtak kiborgcsótányokat a romok közötti kutatásnál.
A víz maradt az egyik utolsó akadály, ezért kapnak „búvárruhát”
Eddig a csótány-kiborgok komoly korlátja volt, hogy vízben vagy nagyon alacsony oxigéntartalmú környezetben egyszerűen nem tudtak életben maradni. Márpedig egy földrengés után elárasztott pincék, csőtörések, vízzel részben telt üregek is lehetnek a kárterületen.
A mostani fejlesztés ezt a problémát célozza meg. A kutatók egy 3D-nyomtatott, rugalmas „héjat” készítettek, amely tulajdonképpen búvárruhaként borítja be a csótány testét. A rovar természetes légzése apró légzőnyílásokon, úgynevezett spiraculumokon keresztül zajlik, ezeket azonban a víz könnyen elzárja.
A kis kapszula ezért nemcsak védi ezeket a nyílásokat, hanem célzottan oxigént is juttat a csótány légzőrendszerébe. Négy vékony cső csatlakozik a rovar légcsöveihez, ezeken keresztül kapja a szükséges gázt.
Kémialabor a hátukon: hidrogén-peroxidból oxigént
A rendszer kulcsa egy miniatűr oxigéntermelő tartály, amelyet a kapszulához rögzítettek. Ebben egy kis szivacs található, mangán-dioxiddal átitatva. Amikor a kutatók hígított hidrogén-peroxidot fecskendeznek a tartályba, és légmentesen lezárják, beindul egy jól ismert kémiai reakció: a hidrogén-peroxid lassan vízzé és oxigénné bomlik.
Az így felszabaduló oxigént a csövek a csótány légcsöveihez vezetik, így az állat képes levegőhöz jutni akkor is, ha a külvilágban alig vagy egyáltalán nincs belélegezhető gáz.
A kísérletek szerint a „búvárruhával” felszerelt kiborgcsótányok két-három órán át tudtak a víz alatt mozogni. A kontrollcsoport, kapszula nélküli csótányai ezzel szemben két percen belül megfulladtak.
Mire jó ez az egész az embereknek?
A fejlesztés hosszú távon olyan helyzetekben jelenthet áttörést, ahol ma még komoly akadályt jelentenek a szűk, veszélyes és részben elárasztott terek. Ilyenek lehetnek például: földrengés, áradás, ipari baleset utáni mentési műveletek, ahol romok alatt, elzárt üregekben keresik a túlélőket, vagy vízbetörés-veszélyes, szennyezett környezetben kell információt gyűjteni.
A csótányokra szerelt szenzorok képesek lehetnek hőmérsékletet, páratartalmat, gázkoncentrációt, esetleg hangokat vagy mozgást is érzékelni, és ezeket az adatokat vezeték nélkül továbbítani a mentőcsapatoknak. A víz alatti túlélés pedig azt jelenti, hogy egy beomlott alagútban vagy csőtörésnél sem áll meg a küldetés.
Nem csak csótányokra szabva
A kutatócsoport szerint a megoldás nem kizárólag csótányokra alkalmazható. Sok rovar, például a sáskák is hasonló légzőrendszerrel rendelkeznek, spiraculumok és légcsövek hálózatán keresztül veszik fel az oxigént. Elvileg tehát ugyanilyen kapszulával más fajokat is „búvárrovarrá” lehet alakítani, attól függően, milyen mozgási tulajdonságokra vagy méretre van szükség egy adott bevetésnél.
A technológia még kísérleti fázisban van, de jól látszik az irány: a mérnökök és biológusok egyre szorosabban építenek a természet adta biomechanikai „platformokra”. A kiborgrovarok gondolata sokaknak nyugtalanító, mégis az egyik legígéretesebb irány a miniaturizált, mégis rendkívül mozgékony mentő- és felderítő eszközök fejlesztésében.
A jövő keresőrobotjai lehet, hogy nem fémből és csavarokból, hanem kitinből és idegsejtekből épülnek majd. A rájuk húzott csótánykapszula pedig pontosan azt biztosítja, ami az embereknek ilyenkor a legfontosabb: hogy minél nagyobb eséllyel találják meg azokat, akik a romok vagy a víz alatt rekedtek.
Nyitókép forrása: www.nature.com