Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Наньянского технологического университета (NTU Singapore) и Университета Васэда (Waseda University) успешно разработала 3D-печатный водолазный костюм, который позволяет полумеханическим тараканам выполнять задачи под водой в течение трех часов.
Полумеханические насекомые — это живые насекомые (например, тараканы), оснащенные миниатюрными электронными контроллерами, позволяющими управлять их движением, а также датчиками и камерами для разведки и поисково-спасательных работ. Такие полумеханические существа потребляют гораздо меньше энергии, чем микророботы, поскольку используют собственные мышцы насекомого для эффективного передвижения, а их размер позволяет ориентироваться в труднодоступных местах, таких как завалы после землетрясений. Ключевая проблема защиты полумеханических тараканов от воды заключается в создании устройства, позволяющего насекомому дышать под водой или в условиях низкого содержания кислорода. Этот 3D-печатный водолазный костюм подает кислород в дыхательную систему насекомого через его дыхательные отверстия в течение трех часов.
Профессор Хиротака Сато из Школы машиностроения и аэрокосмической инженерии Наньянского технологического университета объяснил, что новый водолазный костюм для насекомых, подобно кислородному баллону для человека-водолаза, вырабатывает кислород и напрямую подает его в дыхательные отверстия насекомого, позволяя полумеханическому таракану выживать и передвигаться под водой или в условиях низкого содержания кислорода. В реальных зонах бедствий после сильных дождей или наводнений могут быть заблокированы проходы в завалах, дренажных трубах и узких щелях. Расширение рабочих параметров полумеханических насекомых до передвижения под водой может усилить поисково-спасательные работы.
Водолазный костюм состоит из 3D-печатного генератора кислорода, силиконовой трубки для подачи кислорода и гибкого внешнего корпуса. Кислородный генератор напечатан из прозрачной смолы типа PMMA и содержит губку с диоксидом марганца. При контакте с разбавленным пероксидом водорода диоксид марганца выступает в качестве катализатора, вырабатывая кислород, который по силиконовой трубке поступает в дыхательную систему таракана. Костюм безвреден для таракана: трубка подключается к дыхальцам на груди насекомого и легко снимается. В ходе испытаний костюм был установлен на полумеханического мадагаскарского шипящего таракана (крупного нелетающего вида). После надевания костюма насекомое могло естественно передвигаться и выживало во влажной среде.
Профессор Синдзиро Умэдзу из Школы творческой науки и инженерии Университета Васэда добавил, что ключевой инженерной задачей было создание достаточно компактной, легкой и гибкой носимой системы для насекомого, способной при этом вырабатывать достаточно кислорода для длительного передвижения под водой. Данный метод сочетает гибкий водонепроницаемый корпус с простым и надежным химическим генератором кислорода, позволяя насекомому сохранять естественную подвижность, одновременно защищая его от непригодной для жизни среды.
Профессор Сато работает в области полумеханических насекомых более десяти лет, и его разработки уже нашли практическое применение. После сильного землетрясения в Мьянме в марте этого года полумеханические тараканы были задействованы в рамках операции «Львиное сердце» для поиска выживших в завалах. В настоящее время водолазный костюм тестируется в смоделированных условиях бедствий для дальнейшего улучшения и оптимизации. Благодаря возможности работы под водой исследовательская группа также надеется использовать полумеханических тараканов для осмотра труб, дренажных систем, туннелей и других влажных и труднодоступных объектов инфраструктуры, а также изучает возможность использования других видов насекомых, таких как саранча и жуки.
