Lo primero que debe saber sobre la cucaracha silbadora de Madagascar, un invertebrado negro y marrón del largo de su dedo índice, es que hace honor a su nombre. Cuando se siente amenazado, emite un silbido al pasar rápidamente el aire a través de los agujeros en la espalda. El resultado es algo parecido al traqueteo de la cola de una serpiente. Extraño pero genial.
Lo segundo que debe saber sobre la cucaracha sibilante de Madagascar es que los científicos la han usado para crear cyborgs de insectos que algún día podrían usarse para monitorear el medio ambiente o ayudar con las misiones de búsqueda y rescate urbano después de un desastre natural. También raro. También genial.
En un nuevo estudio, publicado el lunes en la revista npj Flexible Electronics, un equipo internacional de investigadores reveló que ha diseñado un sistema para controlar remotamente las patas de las cucarachas desde lejos.
El sistema, que es básicamente una mochila de cucarachas conectada al sistema nervioso de la criatura, tiene una potencia de salida unas 50 veces mayor que los dispositivos anteriores y está construido con una célula solar ultrafina y flexible que no obstaculiza el movimiento de la cucaracha. Presionar un botón envía una descarga a la mochila que engaña a la cucaracha para que se mueva en cierta dirección.
Si estás asustado, déjame explicarte.
Rise of the robo-roach
Los cyborgs de cucarachas no son una idea nueva. En 2012, los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte estaban experimentando con Cucarachas silbantes de Madagascar y mochilas inalámbricasmostrando que las criaturas podrían controlarse de forma remota para caminar por una pista.
La forma en que los científicos hacen esto es sujetando la mochila y conectando cables a los «cercos» de una cucaracha, dos apéndices al final del abdomen que son básicamente nervios sensoriales. Uno a la izquierda, uno a la derecha. Estudios anteriores han demostrado que los impulsos eléctricos a ambos lados pueden estimular a la cucaracha para que se mueva en esa dirección, dando a los investigadores cierto control sobre la locomoción.
Pero para enviar y recibir señales, necesita alimentar la mochila. Es posible que pueda usar una batería pero, eventualmente, una batería se agotará y la cucaracha cyborg podrá desaparecer libremente en la hojarasca.
El equipo de Riken diseñó el sistema para que funcione con energía solar y sea recargable. Conectaron una batería y un módulo de estimulación al tórax de la cucaracha (el segmento superior de su cuerpo). Ese fue el primer paso. El segundo paso fue asegurarse de que el módulo de celdas solares se adhiriera al abdomen de la cucaracha, la sección inferior segmentada de su cuerpo.
Si bien los humanos han descubierto formas óptimas de usar una mochila, no es lo mismo para los insectos. La naturaleza segmentada del abdomen de una cucaracha, por ejemplo, le proporciona la capacidad de contorsionarse o voltearse en caso de que tenga vellos. Si le pones una mochila pegajosa o una celda de carga, limitas su movimiento y le quitas su capacidad de maniobra.
Para superar esto, el equipo de Riken probó varias películas electrónicas delgadas, sometió a sus cucarachas a una serie de experimentos y observó cómo se movían las cucarachas según el grosor de la película. Esto les ayudó a decidirse por un módulo unas 17 veces más fino que un cabello humano. Se adhirió al abdomen sin limitar mucho el grado de libertad que tenían las cucarachas y también permaneció alrededor de un mes, superando en gran medida a los sistemas anteriores.
Luego, la parte divertida (supongo): control remoto de los insectos.
Un investigador presiona un botón en el dispositivo de transmisión, enviando una señal de «girar a la derecha» a la cucaracha.
Fukuda et. otros/Riken
En una serie de experimentos, el equipo demostró cómo el sistema podía dirigir la cucaracha hacia la derecha, como se deseaba, a través de un sistema inalámbrico. Puedes ver eso arriba.
Y, por ahora, eso es todo lo que tienen.
“El sistema actual solo tiene un sistema de control de locomoción inalámbrico, por lo que no es suficiente para preparar una aplicación como el rescate urbano”, dijo Kenjiro Fukuda, experto en electrónica flexible de Riken de Japón. «Al integrar otros dispositivos necesarios, como sensores y cámaras, podemos usar nuestros insectos cyborg para tales fines».
Fukuda señala que las cámaras probablemente requieran mucha más energía, pero hay sensores que usan poca energía que podrían integrarse en el sistema hoy. Si se pudieran usar cámaras, probablemente tendrían una resolución muy baja.
En particular, debido al diseño de la célula solar ultrafina, Fukuda señala que podría aplicarse a otros insectos, incluso creando potencialmente un ejército volador de insectos robóticos controlados por manos humanas. Los escarabajos y las cigarras son candidatos potenciales.
Los robots insectos están pasando por un momento. En julio, investigadores de la Universidad de Rice dieron a conocer sus «necrobots» arañas, híbridos de insectos y máquinas que usaron para crear la máquina con garras más espeluznante del mundo.
Pero esas arañas estaban muertas. Las cucarachas no lo son.
Debo admitir que cuando vi las imágenes de las robocucarachas arrastrándose en cierta dirección, sentí una extraña punzada de… culpa. O algo parecido, tal vez. Me preguntaba si había algún tipo de comprensión por parte de los reptantes espeluznantes de que sus patas estaban siendo dirigidas en contra de su propia voluntad y si este proceso era doloroso. Afortunadamente, «según investigaciones relacionadas con insectos, las cucarachas no experimentan dolor», dijo Fukuda. Uf.
Sin embargo, ha habido algunas investigaciones en los últimos años que analizan cómo los insectos pueden experimentar estados emotivos y debates sobre las implicaciones éticas de dicha investigación. Un artículo reciente en la revista Undark también luchó con la cuestión del dolor de los insectos, y señaló que todavía hay una falta de comprensión sobre la conciencia de los insectos.