يمكن الآن لسرب الصراصير الذي يتم التحكم فيه عن بعد أن يتنفس تحت الماء

يمكن الآن لأسراب من الحشرات الآلية التي يتم التحكم فيها عن بعد عن طريق عمليات زرع كهربائية أن تعمل تحت الماء، وذلك بفضل بدلات الغوص الصغيرة التي تزودها بالأكسجين – والتي قد تمكنها في يوم من الأيام من استكشاف المريخ.

أثبت هيروتاكا ساتو – من جامعة نانيانج التكنولوجية في سنغافورة – وزملاؤه لأول مرة في عام 2021 أن صراصير مدغشقر تصدر صوت هسهسة (جرومفادورهينا بورتينتوسا) يمكن التحكم فيها عن بعد باستخدام أقطاب كهربائية مدمجة في الأعضاء الحسية المعروفة باسم cerci. وفي عام 2024، أثبتوا أن سربًا مكونًا من 20 من هذه الحشرات السايبورغية يمكنه التنسيق.

وكان الهدف هو تطوير روبوتات بيولوجية مجهزة بأجهزة استشعار تعمل بالأشعة تحت الحمراء والتي يمكن إطلاقها بأعداد كبيرة بعد الكوارث الطبيعية للبحث عن الناجين. تمثل الصراصير منصة جاهزة لمثل هذه التطبيقات مع مصدر وقود فعال، وحركة فعالة، وردود أفعال مدمجة لتفادي العقبات – وهي القدرات التي لا يزال المهندسون يكافحون من أجل محاكاتها ميكانيكيًا على هذا النطاق الصغير.

لكن ساتو وفريقه لم يكونوا راضين عن عدم قدرة الحشرات على البحث في المناطق التي غمرتها الفيضانات، وهو أمر شائع في مناطق الكوارث، لذلك طوروا بدلة غوص تسمح لهم بالعمل تحت الماء.

تتنفس الصراصير من خلال المسام التي تسمى الفتحات التنفسية الموجودة في البطن والصدر. قام الباحثون بطباعة بدلة راتنجية مقاومة للماء بشكل ثلاثي الأبعاد، والتي تحمي فتحات البطن من الماء. تمتد خراطيم صغيرة إلى الأمام من البدلة لتتصل مباشرة بفتحات الصدر؛ قد يتداخل الجزء الرئيسي من البدلة مع حركة الساق إذا كان يغطي الصدر أيضًا.

وبدلاً من تزويد الحشرات بخزان أكسجين مضغوط، كما تفعل بدلات الغوص، قام الباحثون بإضافة خليط من بيروكسيد الهيدروجين وثاني أكسيد المنغنيز. عندما تتفاعل هاتان المادتان الكيميائيتان، يتحلل بيروكسيد الهيدروجين لينتج الأكسجين الذي يستطيع الصرصور امتصاصه.

أثناء ارتداء البدلة، تمكنت الصراصير من المشي تحت الماء لمدة تصل إلى 3 ساعات في المرة الواحدة، على أعماق تصل إلى 50 سم، دون أي آثار سيئة: جميع الحشرات الخمس التي تم رصدها بعد ارتداء البدلات كانت لا تزال بصحة جيدة بعد ثلاثة أيام.

كما سمحت البدلات للحشرات بالتحرك تحت الماء بشكل طبيعي بشكل مدهش. على الأرض، حققت حشرات السايبورغ التي ترتدي البدلات متوسط ​​سرعة أمامية قدرها 87.5 ملم في الثانية، وتباطأ هذا فقط إلى 78.4 ملم في الثانية تحت الماء.

يقول ساتو إن مثل هذه البدلات يمكن أن تجعل الحشرات الآلية أكثر قدرة على البحث والإنقاذ، لكنه يأمل أيضًا في استكشاف استخدامها في الفضاء، وهي بيئة أخرى تفتقر إلى الأكسجين الحيوي.

“الهدف النهائي هو [take this technology to] يقول: “إنها خطوة واحدة، خطوة واحدة كبيرة، نحو بدلات فضائية لحشرات سايبورغ. الاستكشاف على سطح المريخ، على سبيل المثال.

ولتحقيق هذه الغاية، يعتزم فريق البحث الآن اختبار بدلات الصراصير في مختلف الظروف القاسية التي يمكن أن يواجهوها في المدار أو على سطح كوكب مثل المريخ: درجات حرارة منخفضة جدًا وعالية، وتعرض للفراغ والإشعاع المكثف. ومع ذلك، قد لا تعجب وكالات الفضاء فكرة إرسال الصراصير إلى المريخ، لأن ذلك قد يؤدي إلى تلويث الكوكب بالميكروبات القادمة من الأرض.

يقول آلان وينفيلد من جامعة غرب إنجلترا إن مفهوم الصراصير التي تغوص تحت الماء قد يبدو غريبا، لكن له تطبيقات واضحة، مثل المراقبة البيئية.

ويقول: “كانت هناك محاولات لبناء روبوتات صغيرة جدًا، لكن المشكلة تكمن في البطاريات. فمع روبوت صغير جدًا، لا تحصل عادةً على عمر بطارية طويل جدًا”. “كثيرًا ما كان الناس يقولون لي، ما هي المشاكل الثلاث الكبرى التي تواجه الروبوتات المتنقلة؟ وأنا أقول: الطاقة، والطاقة، والطاقة.”

الصراصير ليست فقط أكثر كفاءة إلى حد كبير من الروبوتات وقادرة على العمل لفترة أطول دون التزود بالوقود، بل إنها قادرة أيضًا على البحث عن طعامها في البرية والعمل إلى أجل غير مسمى تقريبًا.