Fox Mulder
Gli scarafaggi sono animali incredibili: sono molto resistenti, possono digerire colla e silicone, sopravvivono una settimana se li decapiti, e tante altre belle cose.
Il Blaberus discoidalis è uno scarafaggio che sopravvive una settimana quando viene decapitato, è stato scelto come soggetto di questo esperimento, probabilmente in quanto incapace di soffrire e totalmente indistruttibile.
Alcuni ricercatori americani hanno preso uno di questi scarafaggi, lunghi poco meno di una decina di centimetri, e hanno inventato una pila a combustibile che funziona a zucchero e qualche enzima presente nell’emolinfa dello scarafaggio (cioè, sostanzialmente, il suo sangue) e l’ossigeno atmosferico per generare corrente.
Purtroppo la densità di energia non è il massimo (55 microwatt per centimetro quadrato a 0.2 V), ma è sufficiente per impiantargli, oltre agli elettrodi, qualche sensore a basso consumo, e spedire questi cyborg indistruttibili a fare una raccolta dati dove è meglio che gli uomini non entrino (In mezzo a discariche, siti di disastri nucleari, etc.)
Come funziona precisamente:
Il diagramma di funzionamento della pila a combustibile dello scarafaggio, direttamente dal data sheet dell’esperimento, nel dettaglio.
La pila è costituita da due elettrodi: ad un’estremità, due enzimi dello scarafaggio rompono il trealosio, uno zucchero che l’invertebrato produce come riserva metabolica, in glucosio. Il primo enzima, la trealasi, rompe il trealosio in glucosio, che poi viene ossidato dal glucosio ossidato.
Ossidato, per chi ne capiscce di chimica, significa che gli vengono sottratti degli elettroni, che vengono invece regalati al primo elettrodo. Sull’altro elettrodo, il catodo, un’altro enzima, la bilirubina ossidasi, prende gli elettroni extra che escono dal catodo, li graffetta ad una proteina, la bilirubina, che a questo punto li usa per legare l’ossigeno atmosferico e trasformarlo in acqua. Lo scarafaggio ringrazia, perché normalmente uno dei suoi problemi più grossi è il disidratarsi un po’ troppo in fretta.
C’è ancora qualche piccolo problema tecnico, tipo che con la cella di combustibile impiantata gli scarafaggi hanno qualche problema a volare, d’accordo: ma probabilmente in poco tempo verrà aggirato anche questo problema e nel giro di qualche anno sarà tecnicamente possibile avere un’armata di scarafaggi “cyborg”.[sc:BR]
The Army’s Remote-Controlled Beetle
The insect’s flight path can be wirelessly controlled via a neural implant.
A giant flower beetle with implanted electrodes and a radio receiver on its back can be wirelessly controlled, according to research presented this week. Scientists at the University of California developed a tiny rig that receives control signals from a nearby computer. Electrical signals delivered via the electrodes command the insect to take off, turn left or right, or hover in midflight. The research, funded by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), could one day be used for surveillance purposes or for search-and-rescue missions.
Cyborg beetle: Shown here is a giant flower beetle carrying a microprocessor, radio receiver, and microbattery and implanted with several electrodes. To control the insect’s flight, scientists wirelessly deliver signals to the payload, which sends electrical signals through the electrode to the brain and flight muscles.
Beetles and other flying insects are masters of flight control, integrating sensory feedback from the visual system and other senses to navigate and maintain stable flight, all the while using little energy. Rather than trying to re-create these systems from scratch, Michel Maharbiz and his colleagues aim to take advantage of the beetle’s natural abilities by melding insect and machine. His group has previously created cyborg beetles, including ones that have been implanted with electronic components as pupae. But the current research, presented at the IEEE MEMS in Italy, is the first demonstration of a wireless beetle system.
The beetle’s payload consists of an off-the-shelf microprocessor, a radio receiver, and a battery attached to a custom-printed circuit board, along with six electrodes implanted into the animals’ optic lobes and flight muscles. Flight commands are wirelessly sent to the beetle via a radio-frequency transmitter that’s controlled by a nearby laptop. Oscillating electrical pulses delivered to the beetle’s optic lobes trigger takeoff, while a single short pulse ceases flight. Signals sent to the left or right basilar flight muscles make the animal turn right or left, respectively.
Most previous research in controlling insect flight has focused on moths. But beetles have certain advantages. The giant flower beetle’s size–it ranges in weight from four to ten grams and is four to eight centimeters long–means that it can carry relatively heavy payloads. To be used for search-and-rescue missions, for example, the insect would need to carry a small camera and heat sensor.
In addition, the beetle’s flight can be controlled relatively simply. A single signal sent to the wing muscles triggers the action, and the beetle takes care of the rest. “That allows the normal function to control the flapping of the wings,” says Jay Keasling, who was not involved in the beetle research but who collaborates with Maharbiz. Minimal signaling conserves the battery, extending the life of the implant. Moths, on the other hand, require a stream of electrical signals in order to keep flying.
The research has been driven in large part by advances in the microelectronics industry, with miniaturization of microprocessors and batteries. Source: ???
