Ідея перетворити шкідливих тарганів в слухняних людині розвідників і диверсантів виникла давно - для цього потрібно лише забезпечити їх електронікою, яка контролювала б руху комахи. Але до сих пір проблема була в елементі живлення - пропоновані варіанти були важкі для комах. Нещодавно японські вчені змогли вирішити цю проблему.
Слід зауважити, що людина, напевно, тим і відрізняється від інших живих істот, що вміє поставити себе на службу не тільки друзів, але й ворогів зі світу тварин. Цю думку дуже переконливо доводить проект, розпочатий близько двох років тому під кодовою назвою "RoboRoach". Мета проекту - перетворення в вірних слуг і помічників людей їх недавніх смертельних ворогів - тарганів. Однак для цього потрібно всього-то нічого - модифікувати комах за допомогою електроніки так, щоб вони беззастережно виконували команди людей.
Дійсно, бажаними гостями в людських оселях цих шестиногих проноз і бешкетників назвати не можна - вони, харчуючись покидьками і шастаючи в буквальному сенсі слова по всьому смітниках, сприяють (хоч і несвідомо) поширенню різних інфекційних захворювань. Крім того, таргани можуть завдавати шкоди харчовим продуктам, меблів, а також електротехніці, перегризаючи ізоляцію проводів або влаштовуючи житла в електроприладах, що призводить до коротким замиканням при включенні оних. Одним словом, шкоди від тарганів багато, та й самі вони через свого оригінального зовнішнього вигляду навряд чи можуть служити прикрасою наших квартир.
Читайте також: Тараканов закликають в спецназ
Проте, у тарганів є чимало властивостей, які люди можуть вважати корисними - наприклад, вони вловлюють різні запахи набагато краще, ніж це роблять собаки, і, отже, можуть служити живими "хеморецепторами", здатними розпізнати найменші витоку отруйних речовин. Крім того, таргани стійкі до багатьох отрут, а також набагато краще хребетних тварин переносять впливу жорсткого електромагнітного та іонізуючого випромінювання - а, значить, вони є ідеальними розвідниками в місцях, що зазнали радіоактивного зараження. Ну і, нарешті, знайдеться небагато щілин, в які тарган не міг би пролізти - все це говорить про те, що з комах можна зробити першокласних шпигунів і диверсантів.
Однак, як домогтися того, щоб тарган беззаперечно виконував команди оператора? Учасники незалежної науково-технологічної площадки Kickstarter (США) запропонували зробити з цих істот кіборогов, а саме, вживити в тарганів невелику мікросхеми з батареєю, яка закріплюється на спині тварини, а також мікроелектродів, які поміщаються в вуса. Останнє потрібно тому, що комахи використовують свої вусики в якості своєрідних "навігаційних антен" - сигнали від них надходять в мозок у вигляді електричних імпульсів, змушуючи комаха повертати в ту чи іншу сторону і обходити перешкоди. Таким чином, якщо оператор буде дистанційно здійснювати стимуляцію одного з електродів, це змусить таргана повернути в тому напрямку і рушити в ту сторону, яка потрібна людині.
До мікросхемі ж, вмонтованої в спинну частину панцира комахи, можна підключити безліч мікропристроїв - від відеокамери або диктофона, до радіомаячки. Управління ж цим "термінатором" з роду таргана можна буде здійснювати за допомогою бездротової мережі Bluetooth з вельми невеликим енергоспоживанням (причому, оператор таргана може регулювати частоту імпульсів в діапазоні від 1 до 200 Гц, а також їх тривалість) через спеціальний додаток для мобільної операційної системи iOS . Таким чином, управляти тарганом можна з будь-якого смартфона або планшетного комп'ютера, де встановлена подібна операційна система.
На сучасному етапі розвитку технологій сконструювати таку мікросхему і вживити її в таргана досить легко, але ось підібрати необхідну батарейку - вельми і вельми складно. Спочатку фахівці з Kickstarter планували оснастити вусатого кіборга іонно-літієвий акумулятор, заряд якого розрахований на 10 годин автономної роботи. Однак з'ясувалося, що така батарея дуже важка для комахи і через це тарган стає менш швидким і маневреним. Пробувалися і інші варіанти, однак не один з них не був реалізований з тих же причин - тяжкість акумулятора змушувала комаха швидко втомлюватися.
Нещодавно ця задача, схоже, все-таки була вирішена приєдналися до проекту "RoboRoach" фахівцями з Осакського університету і Токійського університету агрономії і технологій (Японія). Вчені міркували так: навіщо потрібна батарейка, якщо простіше оснастити комаха таким паливним елементом, який буде виробляти енергію постійно, використовуючи при цьому процеси, що відбуваються в самому організмі таргана? І ось, після довгих експериментів дослідникам вдалося сконструювати подібний елемент, який має розміри 20 × 15 мм - це дозволяє без проблем закріпити його на спині таргана. Важить ж конструкція у багато разів менше, ніж живиться мікросхема.
Даний паливний елемент являє собою осередок, що містить електроди, крихітний резервуар для рідини і голкоподібні трубку, імплантувати в комаха. Усередині резервуара знаходиться діалізних (тобто, здатна очищати колоїдні розчини від низькомолекулярних речовин, - ред.) Мембрана. Електрика ж отримують у такий спосіб: через трубку з організму таргана методом дифузії в резервуар потрапляє біологічна рідина, що містить вуглевод трегалозу. Ця речовина за допомогою ферментів розщеплюється з утворенням глюкози, яка далі окислюється на позитивних пластинах, в той час як на негативному паралельно генерується кисень за рахунок окислювально-відновної реакції. Таким чином на електродах створюється різниця потенціалів, що, як ми знаємо, завжди призводить до утворення електричного струму.
Випробування елемента показали, що видається їм потужність дорівнює приблизно 50 мкВт - цього цілком вистачає для нормальної роботи мікросхеми і мікроелектродів, а так само деяких супутніх пристроїв на зразок вищезгаданої відеокамери. Дані експериментів на живих комах говорять про те, що таргани зовсім не помічають ваги цього елемента (правда, треба сказати, що мова йде про американських тарганів Periplaneta americana, які більший і сильніший наших прусів) і його робота ніяк не позначається на їхньому здоров'ї, поведінці і активності. Ось тільки їдять такі "термінатори" куди частіше і більше своїх побратимів, але це було передбачувано - адже елемент забирає з тіла тварини запасні поживні речовини, які, в общем-то, і для нього самого не є зайвими.
Таким чином, повне перетворення шкідливих тарганів в слухняних і виконавчих кіборгів може статися вже досить скоро - по крайней мере, технічних проблем для цієї трансформації вже немає. Ну, а якщо ці шестиногие розвідники й диверсанти покажуть гарні результати в "бойовій обстановці", то учасники платформи Kickstarter займуться алогічними експериментами на крилатих комах (мух, бабок або бджіл), чиї можливості по збору інформації куди більше, ніж тарганів, які або взагалі не літають, або роблять це дуже і дуже погано. Правда, вже зараз зрозуміло, що система, яка направляє рух кіборга, в разі крилатих комах буде значно складніше.
Читайте також: Пьезогенератор для жука-термінатора
До речі, розробка японських учених може стати в нагоді в подальшому не тільки операторам тарганів, але і всім людям - такі елементи в принципі можна використовувати для харчування різних електронних систем, що імплантуються в тіло людини (наприклад, кардіостимуляторів або штучних "око" і "вуха"). Інша справа, що для настільки енергоємних приладів потужність такої "біобатарейки" повинна бути куди вище, ніж у вищеописаного зразка. Однак з технічної точки зору ця проблема не є нерозв'язною ...
Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка"
Однак, як домогтися того, щоб тарган беззаперечно виконував команди оператора?