Исследовательская группа Наньянского технологического университета в Сингапуре превращает «кибертараканов», первоначально использовавшихся для оказания помощи при стихийных бедствиях, в специальные инструменты для мониторинга безопасности инфраструктуры. Они могут бурить узкие пространства, до которых трудно добраться обычным роботам, и проверять устаревшие трубопроводы и подземные сооружения. Эти «бионические тараканы» состоят из живых тараканов и электронных рюкзаков, которыми можно управлять дистанционно. Исследователи используют электрические сигналы для точного управления траекториями своего движения, предоставляя новый метод проверки городских подземных сетей.
Проект возглавляет профессор Хиротака Сато из Школы машиностроения и аэрокосмической инженерии Наньянского технологического университета, который является одним из пионеров в области исследований кибернасекомых. В ранние годы он трансформировал жуков и создал первого в мире «кибержука», способного дистанционно управлять полетом. Позже это достижение было включено в Книгу рекордов Гиннеса. Сегодня он и его команда продвигают соответствующие технологии из сценариев реагирования на стихийные бедствия в более рутинные операции по эксплуатации и техническому обслуживанию инфраструктуры.
«Сейчас мы тестируем некоторые варианты повседневного использования, например, проверку старых трубопроводов», — сказал Сато в интервью Financial Times. Строение тела тараканов в ходе длительного процесса эволюции выработало способность протискиваться в щели, и это преимущество, которому не могут полностью соответствовать многие колесные, гусеничные и даже змееподобные роботы. Таким образом, сочетая естественную подвижность тараканов с модулем управления, разработанным Наньянским политехническим институтом, создается новый инструмент проверки, подходящий для перемещения в узких пространствах. Он особенно подходит для подземных трубопроводов, таких как энергетические, коммуникационные, водопроводные и канализационные трубопроводы, а также канализационные трубопроводы, в которые трудно проникнуть людям и традиционным роботам.
Каждый кибертаракан несет на спине легкий электронный модуль, который использует слабую электрическую стимуляцию, чтобы определять направление движения насекомого. Оператор может отправлять сигналы модулю через терминал управления для дистанционного управления движением таракана. Последняя версия системы управления снижает требования к напряжению примерно на 25% по сравнению с предыдущей версией, тем самым продлевая общий срок службы батареи. Члены команды проекта подчеркивают, что эти электрические импульсы не причиняют тараканам боли.
Еще год назад команда применила эту систему к местам экстремальных стихийных бедствий. В это время 10 кибертараканов с инфракрасными камерами были отправлены в район, пострадавший от землетрясения в Мьянме магнитудой 7,7, пытаясь найти выживших среди руин. Хотя никаких признаков жизни в ходе этой операции обнаружено не было, она доказала работоспособность и толерантность кибертаракана в условиях реального бедствия, заложив основу для последующего расширения сценариев применения.
После завершения проверки сценария катастрофы команда приступила к улучшению возможностей крупномасштабного развертывания системы. Внедрив автоматизированный процесс сборки, исследователи теперь могут прикрепить модуль управления к таракану всего за минуту, тогда как раньше та же операция часто занимала около часа. Существенное повышение эффективности сборки делает реалистичным вариант одновременного использования большого количества кибертараканов в крупномасштабных инспекционных миссиях в будущем.
По мере того как сценарий применения смещается от разрушенных зданий к городским трубопроводным сетям, «форма оборудования» кибертараканов также претерпела значительные изменения. Предыдущие версии, используемые для спасения, в основном использовали компактные конструкции рюкзаков, но последний прототип позволяет тараканам буксировать набор миниатюрных «колесниц» — это небольшое транспортное средство оснащено фонарями, камерами и аккумуляторами большей емкости, а также оснащено небольшими колесами, чтобы общий груз перемещался по трубопроводу более плавно. Во время инспекционной миссии таракан тянет устройство вперед по трубопроводу, собирая изображения и данные о повреждении стенок трубы, утечках и т. д. в режиме реального времени. В ближайшем будущем команда планирует провести локальные испытания на некоторых транспортных и муниципальных объектах Сингапура.
Хотя кибертараканы по-прежнему обладают широким потенциалом, выходящим за рамки обслуживания инфраструктуры, Сато четко подчеркнул, что соответствующие исследования в Наньянском технологическом университете строго нацелены на гражданскую сферу. Это заявление не является лишним, ведь в других ведомствах аналогичные проекты гибридной интеграции «насекомо-электроники» постепенно смещаются в сторону военного и разведывательного направления. Например, немецкий стартап Swarm Biotactics представил прототип «платформы наблюдения за тараканами» для разведывательных целей, рассматривая кибернасекомых как потенциальные тайные инструменты сбора разведывательной информации.
Напротив, проект «Кибер-таракан» в политехническом кампусе Наньян всегда был ориентирован на гражданские и государственные услуги. Выполнив возложенные на них задачи, тараканы «отходят на пенсию» и помещаются в контейнеры со свежим салатом, чтобы провести остаток своей жизни. Для исследовательской группы такая схема, учитывающая инженерные преимущества и благополучие животных, также является одним из основных принципов, которых они надеются придерживаться при изучении передовых бионических технологий.