Šváb na solární pohon. Kredit: RIKEN.

Proč stavět roboty od nuly, když má Matička Příroda v zásobě spoustu kvalitních modelů, prověřených miliony let evoluce? Zhruba takové úvahy stojí za hmyzími kyborgy, kteří se v posledních letech objevují. Vezmete nějaký šikovný druh hmyzu nebo i jiné živočichy a připojíte k nim elektroniku, která je ovládá. Je to poněkud strašidelné a zároveň velmi užitečné.

Logo. Kredit: RIKEN.

Hmyz je vybavený výkonnými smyslovými orgány. Je malý a dostane se téměř kamkoliv. Obstojí v rozmanitém terénu, vydrží extrémní podmínky a často může létat. To všechno z nich dělá slibné roboty, tedy vlastně kyborgy, v tomto případě na dálkové ovládání. Před časem se objevili kyborgové sarančata, kteří mohou svými citlivými senzory vyčenichat výbušniny. Kybervážky zase fungují jako malé obratné drony a kyberšvábi mohou pátrat po přeživších v místech katastrof.

Všichni tito kyborgové a také všichni malí roboti inspirovaní živočichy sdílejí zásadní problém – zdroj energie. Elektronika potřebuje „šťávu“, jinak se ani nehne. Obvykle se pro malé kyborgy a roboty používají malé baterie. Jejich hmotnost je ale citelnou zátěží a časem se vybije. Japonští odborníci výzkumného institutu RIKEN na tom pracují a vybavili švábí kyborgy solárními panely, samozřejmě miniaturními.

Vedoucí týmu Takao Someya a jeho kolegové použili šváby syčivé (Gromphadorhina portentosa), známé též jako švábi madagaskarští, kteří dorůstají velikosti kolem 6 cm a nainstalovali na ně solární pohon. Jeho součástí je lithium-polymerová baterie, bezdrátový přijímač a modul, který slouží k ovládání končetin hmyzu. Švábi dostali na záda speciální 3D tištěný „batoh“, kam byla umístěna většina elektroniky.

Elektroniku švábích kyborgů badatelé připojili k modulu s organickými solárními články. Jde o velice tenký film, o tloušťce pouhých 0,004 mm. Nalepováním či nenalepováním filmu na určitých místech švába zajistili, že se švábi se mohou slušně pohybovat a organický film šváby příliš neomezuje.

Solární pohon švábích kyborgů má výkon 17,2 mW. Je to dost na to, aby po 30 minutách nabíjení Sluncem elektronika fungovala 2 hodiny. Podle tvůrců je tento výkon asi 50krát větší než u dřívějších zařízení tohoto typu. Díky těmto vylepšením by kyberšvábi mohli ještě lépe prolézat ruiny a hledat přeživší nebo třeba monitorovat prostředí malými senzory. V budoucnu by solární pohon mohly dostat i další druhy živočichů.

Video: Wireless locomotion control of cyborg roach using a recharged battery

Literatura

New Atlas 6. 9. 2022.

npj Flexible Electronics 6: 78.