Ingenieros de Singapur y Japón han desarrollado equipos impermeables para cucarachas cyborg, allanando el camino para el uso de estos insectos en operaciones de búsqueda y rescate en zonas inundadas o sumergidas. La innovación permite que los insectos híbridos permanezcan activos bajo el agua hasta tres horas.
Esta nueva capacidad amplía significativamente las funciones de los insectos cyborg, que pueden utilizarse en escenarios de desastres, llegando a lugares de difícil acceso para los equipos humanos. La tecnología fue creada por expertos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur y la Universidad de Waseda en Japón.
La funcionalidad bajo el agua está garantizada por un generador de oxígeno integrado y tubos de silicona que suministran el gas directamente a los orificios respiratorios de la cucaracha, conocidos como espiráculos. El sistema está diseñado para funcionar eficazmente tanto en entornos con poco oxígeno como en ubicaciones completamente sumergidas, como se detalla en un estudio reciente.
“Nuestra metodología combina una estructura flexible e impermeable con un generador químico de oxígeno simple y confiable”, explicó Shinjiro Umezu, profesor de la Escuela de Ciencias Creativas e Ingeniería de la Universidad de Waseda, en un comunicado. Destacó que esto le permite al insecto mantener su movilidad natural, al mismo tiempo que está protegido de ambientes en los que no podría sobrevivir normalmente.
Los insectos cyborg son seres vivos dotados de pequeños controladores electrónicos que dirigen sus movimientos. Han sido objeto de investigación para misiones de búsqueda y rescate en lugares de difícil acceso, como los escombros. Una ventaja crucial de los insectos cyborg sobre los robots diminutos es que utilizan la propia musculatura de los insectos para moverse, mientras que los robots dependen de baterías de alta potencia que consumen energía rápidamente y pueden agotarse.
Los insectos cyborg utilizados anteriormente en las pruebas para estas aplicaciones se desarrollaron en el laboratorio de Hirotaka Sato, autor principal del nuevo estudio y profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad Tecnológica de Nanyang.
Sato, que ha dedicado más de una década a la tecnología de insectos cyborg, y sus colegas esperan que el nuevo traje de buceo amplíe el rango de actividad de los insectos para incluir regiones inundadas o parcialmente sumergidas en zonas de desastre.
La estructura del traje se compone de un caparazón flexible, cuatro tubos de silicona que se conectan a los espiráculos y un tanque de oxígeno transparente impreso en 3D. Para producir oxígeno, los científicos agregaron dióxido de manganeso a una esponja de alta absorción dentro del tanque y luego inyectaron una pequeña cantidad de peróxido de hidrógeno diluido. Esta sustancia se descompone lentamente en presencia de dióxido de manganeso, liberando oxígeno. Para evitar fugas, el equipo selló el tanque con adhesivo ultravioleta.
“El gran desafío de ingeniería fue crear un sistema lo suficientemente pequeño, liviano y flexible para ser utilizado por el insecto, y al mismo tiempo producir oxígeno en cantidades adecuadas para movimientos submarinos prolongados”, destacó Umezu.
Cómo funciona el traje submarino para cucarachas cyborg
Los tubos de silicona se encargan de dirigir el oxígeno a los espiráculos ubicados en el tórax de la cucaracha. Mientras tanto, los espiráculos abdominales, situados en la parte inferior del cuerpo del insecto, absorben el oxígeno contenido en el propio traje.
“Nuestro innovador traje de buceo para insectos funciona de manera similar a los tanques de oxígeno utilizados por los buceadores humanos”, dijo Sato. Los investigadores también mencionaron que los tubos de silicona fueron diseñados para ser conectados y retirados sin causar dolor ni ningún tipo de daño a los insectos.
Las pruebas se realizaron con una cucaracha cyborg de Madagascar (Gromphadorhina portentosa). El insecto fue colocado en un tanque de agua y, posteriormente, en un tubo de plástico que simulaba condiciones de inmersión y falta de oxígeno.
El traje permitió a las cucarachas moverse bajo el agua durante hasta tres horas. Este logro refuerza el potencial de que otros insectos cyborg, como saltamontes y escarabajos, podrían utilizarse en el futuro para inspeccionar tuberías inundadas, sistemas de drenaje, túneles y otros lugares de difícil acceso.
Los próximos pasos de la investigación incluyen mejorar el traje de buceo para integrar sensores y un sistema de navegación más avanzado. Además, el equipo prevé probar el proyecto en entornos que simulen escenarios de desastres reales, según un comunicado de los implicados.
