Die Vorstellung von elektronisch steuerbaren Insektenarmeen ist für die meisten Menschen wahrscheinlich ein Albtraum. Wissenschaftler glauben jedoch, dass sie Rettungskräften dabei helfen könnten, schwieriges und gefährliches Gelände zu durchkämmen. Eine automatisierte Cyborg-Kakerlakenfabrik könnte helfen, die Idee Wirklichkeit werden zu lassen.
Die Verschmelzung von Lebewesen mit Maschinen ist ein fester Bestandteil der Science-Fiction, aber auch ein ernsthafte Forschungsrichtung für Akademiker. Mehrere Gruppen haben Elektronik in Motten, Käfer und Kakerlaken die eine einfache Bekämpfung der Insekten ermöglichen.
Der Bau dieser Cyborgs ist jedoch schwierig, da es viel Fingerfertigkeit und Geduld erfordert, Elektroden chirurgisch in ihre empfindlichen Körper zu implantieren. Das bedeutet, dass die Herstellung von ausreichenden Stückzahlen für die meisten praktischen Anwendungen einfach zu zeitaufwändig ist.
Um dieses Hindernis zu überwinden, haben Forscher der Nanyang Technological University in Singapur den Prozess automatisiert. Sie nutzen einen Roboterarm mit Computervision, um Elektroden und kleine Rucksäcke voller Elektronik an Madagaskar-Fauchschaben anzubringen. Der Ansatz verkürzt die Zeit, die zum Anbringen der Geräte benötigt wird, von etwa einer halben Stunde auf etwas mehr als eine Minute.
„In Zukunft könnten Fabriken für Insekten-Computer-Hybridroboter gebaut werden, um den Bedarf an schneller Vorbereitung und Anwendung der Hybridroboter zu decken“, schreiben die Forscher in einem nicht von Experten begutachteten Krepppapier on arXiv.
„Der Rucksack könnte mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet werden, um je nach Bedarf Anwendungen für Inspektions- und Suchmissionen zu entwickeln.“
Cyborg-Insekten könnten eine vielversprechende Alternative zu konventionelle Roboter Dank ihrer geringen Größe, ihrer Fähigkeit, stundenlang mit wenig Nahrung auszukommen, und ihrer Anpassungsfähigkeit an neue Umgebungen. Die Forscher schlagen vor, dass Schwärme dieser Roboterwanzen nicht nur bei Such- und Rettungseinsätzen helfen, sondern auch zur Inspektion von Fabriken eingesetzt werden könnten.
Die Forscher hatten bereits gezeigt, dass Signale von Elektroden, die in den Bauchraum von Kakerlaken implantiert wurden, dazu verwendet werden konnten, die Bewegungsrichtung zu steuern und sie dazu zu bringen, langsamer zu werden oder sogar anzuhalten. Doch die Installation dieser Elektroden und eines kleinen Rucksacks mit Steuerelektronik erforderte die sorgfältige Arbeit eines ausgebildeten Forschers.
Mit diesem Ansatz ist es schwierig, die Zahl der für praktisch brauchbare Schwärme erforderlichen Hunderte oder gar Tausende von Insekten zu erhöhen. Daher entwickelte das Team ein automatisiertes System, mit dem die Elektronik mit minimalem menschlichen Eingriff in eine Kakerlake eingebaut werden kann.
Zunächst betäubten die Forscher die Kakerlaken, indem sie sie zehn Minuten lang Kohlendioxid aussetzten. Dann setzten sie die Käfer auf eine Plattform, wo ein Paar von einem Motor angetriebener Stäbe auf zwei Segmente ihres harten Exoskeletts drückte, um eine weiche Membran direkt hinter dem Kopf freizulegen.
Ein Computer-Vision-System identifizierte dann, wo die Elektroden implantiert werden sollten, und nutzte diese Informationen, um einen Roboterarm zu steuern, der den elektronischen Rucksack trug. Mit den Elektroden an Ort und Stelle drückte der Arm den Rucksack nach unten, bis sein Befestigungsmechanismus an einem anderen Körperteil des Insekts einhakte. Dann ließ der Arm den Rucksack los und die Stäbe zogen sich zurück, um das Cyborg-Insekt freizugeben.
Der gesamte Zusammenbau dauert nur 68 Sekunden und die daraus entstehenden Kakerlaken sind genauso kontrollierbar wie manuell hergestellte, fanden die Forscher heraus. Ein Team aus vier Käfern konnte in etwa 80 Minuten 20 Prozent einer 10 Quadratmeter großen Testumgebung im Freien abdecken, die mit Hindernissen gefüllt war.
Fabian Steinbeck von der Universität Bielefeld in Deutschland sagte New Scientist dass der Einsatz dieser Cyborg-Käfer für Such- und Rettungseinsätze schwierig sein könnte, da sie derzeit ferngesteuert werden müssen. In eingestürzten Gebäuden und ähnlichem schwierigen Gelände wäre es schwierig, Signale zu empfangen, und wir verfügen noch nicht über die Technologie, um sie autonom navigieren zu lassen.
Schnelle Verbesserungen in beiden AI und Kommunikationstechnologien könnten das jedoch bald ändern. Daher ist es vielleicht nicht allzu weit hergeholt, sich vorzustellen, dass Ihnen in naher Zukunft Schwärme von Roboterwanzen zu Hilfe kommen.
Bild-Kredit: Erik Karit für Pixabay
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- Quelle: https://singularityhub.com/2024/12/05/automated-cyborg-cockroach-factory-could-churn-out-a-bug-a-minute-for-search-and-rescue/
