Harry Cohen Tanugi

Un cafard cyborg super-héros pourrait aider aux opérations de sauvetage - voici comment

"L'insecte cyborg rechargeable utilise un module de cellules solaires organiques ultrasouples qui n'entrave pas les capacités de mouvement de base de l'insecte", ont déclaré les chercheurs.

Un cafard cyborg super-héros pourrait aider aux opérations de sauvetage - voici comment

Sac à dos avec film de 100-μm sur le thorax.

La réponse est dans la cellule solaire

"Le module de cellules solaires organiques ultra-minces montées sur le corps atteint une puissance de 17,2 mégawatts, ce qui est plus de 50 fois supérieur à la puissance des dispositifs actuels de collecte d'énergie sur des insectes vivants", a déclaré Kenjiro Fukuda, chercheur principal au RIKEN.

Les cafards cyborgs utilisent un système qui comprend un minuscule module de cellules solaires organiques sans fil, d'une épaisseur de 0,004 mm seulement. Ce module est monté sur la face dorsale de l'abdomen de l'insecte.

Le "cyborg" a été développé par des scientifiques pour aider à la récupération en cas de catastrophe, enquêter sur des endroits dangereux ou surveiller l'environnement.

Pour que le déploiement des insectes cyborgs soit efficace, leurs manipulateurs humains doivent être capables de les contrôler pendant de longues périodes.

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé une minuscule batterie rechargeable qui permet de contrôler sans fil les segments de pattes des cafards.

Cependant, la nécessité pour la blatte de revenir et de se recharger pourrait interférer avec des tâches sensibles au temps. Bien que les installations d'amarrage pour recharger la batterie soient une option possible, les chercheurs ont décidé que la meilleure solution était d'avoir une cellule solaire embarquée qui pourrait assurer une charge continue de la batterie.

"Le maintien d'une charge adéquate de la batterie est fondamental : personne ne souhaite voir une équipe de cafards cyborgs se promener dans la nature, sans aucun contrôle", ont noté les chercheurs dans un communiqué de presse. communiqué de presse publié lundi.

Un cafard cyborg super-héros pourrait aider dans les opérations de sauvetage - voici comment

Module de cellules solaires organiques de grande surface pour insectes cyborgs.

Bien qu'avancé, ce n'est pas la première fois que des chercheurs développent un insecte cyborg. En 2021, Hirotaka Sato, qui a également participé au projet actuel, et ses collègues de l'Université technologique de Nanyang à Singapour, ont implanté des électrodes dans des organes sensoriels spéciaux sur le côté de cafards siffleurs de Madagascar. Les électrodes étaient reliées à de minuscules ordinateurs et les chercheurs pouvaient "diriger" l'insecte en appliquant un courant à l'organe.

Expériences antérieures

A groupe de scientifiques de l'université de Washington a modifié le système olfactif de la sauterelle américaine, "Schistocera americanapour inventer des détecteurs de bombes biologiques en 2020.

En 2018, deux chercheurs de l'université du Connecticut ont réalisé une expérience qui a donné naissance à des cafards cyborgs, qui pourraient un jour être utiles dans tous les domaines, des opérations de recherche et de sauvetage à la défense nationale.

De plus, l'Agence américaine pour les projets de recherche avancée en matière de défense a invité les scientifiques à soumettre des "propositions innovantes pour développer une technologie permettant de créer des insectes-cyborgs". en 2006.

Pour mieux comprendre le nouveau "robot-bug" en ville, IE a mis sur écoute Kenjiro Fukuda - l'un des créateurs de l'insecte artificiel - pour une interview exclusive.

La conversation suivante a été éditée pour plus de clarté.

IE : Quel est le but du Robo-bug ?

Des insectes cyborgs ont été proposés pour des applications telles que la recherche et le sauvetage en milieu urbain. Les dispositifs de collecte d'énergie montés sur le corps sont essentiels pour étendre la gamme d'activités et de fonctionnalités des insectes cyborgs.

Les insectes cyborgs actuels n'ont pas de dispositifs de récolte d'énergie sur leur corps car la surface et la charge du dispositif de récolte nuisent considérablement à la mobilité des petits robots. Cette recherche vise à inclure des dispositifs de collecte d'énergie sur les insectes cyborgs afin que le système de dispositifs électroniques puisse être rechargé.

IE : Pourquoi avez-vous choisi d'utiliser des cafards siffleurs de Madagascar ?

Il y a plusieurs raisons d'utiliser les cafards siffleurs de Madagascar dans cette étude. Tout d'abord, il s'agit de l'un des plus gros cafards du monde, et la longueur de son corps atteint 5-7 cm. La taille est importante pour générer une plus grande puissance à l'aide de cellules solaires car la surface détermine la puissance de sortie.

Deuxièmement, ils ont une longue durée de vie, jusqu'à cinq ans, et sont relativement résistants à l'environnement.

Troisièmement, ils ne volent pas. Il est donc plus facile de contrôler le mouvement de la blatte à l'aide de fils de stimulation. Pour les raisons ci-dessus, ce sont des insectes largement utilisés pour la recherche sur les insectes cyborgs. Cependant, nous pourrons utiliser nos technologies avec d'autres insectes à l'avenir.

IE : Pouvez-vous élaborer sur le matériel monté sur le cyborg ?

Nous utilisons un substrat polymère (polyimide transparent) et fabriquons des cellules solaires organiques ultra-minces. Essentiellement, le matériau monté se compose de plusieurs éléments : une électrode transparente (oxyde d'indium et d'étain), une couche de porteurs de charge ( métaux oxydés), une couche photoactive (matériaux semi-conducteurs organiques) et une électrode supérieure (argent).

Nous utilisons des puces Si et des batteries au lithium polymère disponibles dans le commerce pour les circuits et une batterie.

Un cafard cyborg super-héros pourrait aider aux opérations de sauvetage - voici comment

Les composants du cafard cyborg

IE : Vous parlez d'inspecter les zones dangereuses ou de surveiller l'environnement ? Comment cela fonctionnerait-il en pratique ?

Le système actuel ne dispose que d'un système de contrôle de locomotion sans fil, mais pas assez pour inspecter des zones dangereuses ou surveiller l'environnement. Pour ces scénarios, nous devrions intégrer d'autres dispositifs nécessaires, tels que des capteurs et des caméras, dans nos cafards cyborgs.

La principale situation visée sera l'inspection des zones dangereuses. Par exemple, si un tremblement de terre massif frappe une région, les gens seront ensevelis sous les décombres, ce qui rendra l'exploration difficile et dangereuse pour les humains. Dans un tel environnement, nous pensons que les petits insectes peuvent rapidement pénétrer dans les décombres et contribuer au sauvetage des victimes.

IE : Combien de temps le cafard peut-il fonctionner avec une cellule solaire ?

Dans le système actuel, une charge de 30 minutes de notre module de cellules solaires dans des conditions d'ensoleillement peut permettre une opération de deux minutes de contrôle de locomotion sans fil.

Nous communiquons continuellement sans fil entre le serveur externe et le récepteur sur les insectes, ce qui entraîne une énorme consommation d'énergie. La durée de fonctionnement dépend de la fréquence de nos communications sans fil.

De plus, nous essayons maintenant d'améliorer la puissance de sortie de nos cellules solaires organiques ultra-minces. L'équilibre entre la puissance de charge et de consommation sera également amélioré.

IE : Comment ce projet a-t-il vu le jour ?

Ce projet multidisciplinaire nécessite un large éventail de connaissances, notamment en génie électrique, en génie mécanique et en biologie.

Bien que chaque professeur soit un expert dans son domaine respectif, nous avons eu du mal à trouver comment les combiner. En raison de la situation de Covid, il était presque impossible pour les membres de l'équipe de RIKEN de comprendre les techniques profondes pour les insectes cyborgs. De même, les chercheurs de Singapour (groupe du professeur Sato) n'ont pas pu apprendre le processus de fabrication des cellules solaires organiques ultrafines.

Pendant plusieurs années, nous avons lutté pour savoir comment créer un effet de synergie avec nos forces pour créer des insectes cyborgs. Heureusement, un étudiant du groupe Umezu, Yujiro Kakei, a été le premier à rejoindre l'équipe de chercheurs en 2021.

Kakei a une connaissance approfondie des insectes car il est un geek des insectes et un "Otaku". [ a person having an intense or obsessive interest, especially in the fields of anime and manga]. Il a rapidement pris connaissance de nos cellules solaires organiques ultrafines et les a combinées avec son expertise en ingénierie mécanique. Sa contribution a permis d'établir toutes les techniques nécessaires à la réalisation de dispositifs intégrés pour les insectes cyborgs.

Ce projet est le fruit de la collaboration de nombreux scientifiques. Il comprend Prof. Hirotaka Sato de l'Université technologique de Nanyang (NTU), Singapour et Prof. Umezu de l'Université Waseda, et le RIKEN qui est spécialisée dans la fabrication de cellules solaires organiques ultrafines.

Le groupe de recherche a récemment reçu un financement national de l'Agence japonaise pour la science et la technologie dans le cadre du programme de recherche de l'Agence. JST-MIRAI pour accélérer le projet.

[SOURCE]

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