Тараканы-киборги под водой: как насекомые помогают в спасательных операциях

Тараканы-киборги под водой: от лаборатории к спасательным операциям

В аквариуме сингапурской лаборатории пять мадагаскарских шипящих тараканов ползают по дну в прозрачных чехлах, отпечатанных на 3D-принтере. Чехлы из смолы герметизируют брюшные дыхальца, а к грудным подведены микрошланги. Кислород поступает не из баллона, а вырабатывается химической реакцией: перекись водорода взаимодействует с диоксидом марганца. Через три часа эксперимента все насекомые выбираются на сушу — живые и без видимого стресса.

Как работает управление и почему костюм не закрывает всё тело

Управление насекомыми строится на двух технологиях. Первая — электроды, вживлённые в церки (парные сенсорные органы на конце брюшка). Сигналы заставляют таракана поворачивать, ускорять или замедлять движение. В 2024 году команда Хиротаки Сато из Наньянского технологического университета в Сингапуре продемонстрировала рой из 20 таких насекомых, способных координировать действия под внешним управлением.

Вторая — водолазный костюм. Он герметизирует брюшные дыхальца, а кислород подаётся через тонкие трубки к грудным. Почему не закрыть всё тело? Ноги должны оставаться свободными для движения. Костюм из смолы решает эту задачу, но даже в лаборатории требовал ручной подгонки: протечки устраняли, подстраивая параметры реакции перекиси водорода.

Результат: на суше тараканы развивают скорость 87,5 мм/с, под водой — 78,4 мм/с (снижение всего на 11%). Время работы под водой — до 3 часов. После испытаний все пять тестовых насекомых оставались здоровыми через трое суток.

Где прототип уже может пригодиться — и где он пока не дотягивает

Миниатюрные габариты таракана (8–10 см в длину) позволяют проникать в тесные пространства: завалы после обрушений, подвалы, канализационные системы. В таких условиях стандартные системы либо не пройдут, либо быстро выйдут из строя из-за разрядки батарей или механических повреждений.

Химический генератор кислорода решает проблему энергоснабжения: тараканы не требуют подзарядки, их метаболизм обеспечивает необходимую энергию. По словам Алана Уинфилда из Университета Западной Англии, для миниатюрных роботов энергия — главный узкий проход, и тараканы становятся его решением.

Но практическое применение сталкивается с ограничениями. Все испытания проходили на глубине 50 см. Упоминания о 50 метрах в источниках, скорее всего, ошибка: в первоисточниках речь идёт именно о полуметре. Даже в лаборатории требовалась ручная настройка реакции перекиси водорода при протечках костюмов.

Марс пока подождёт: биологические риски против амбиций

Команда позиционирует технологию как шаг к применению в экстремальных средах, включая Марс. Идея кажется заманчивой: отправлять тараканов-киборгов на поверхность планеты, где атмосфера разрежена. Но здесь встаёт принципиальный вопрос: биологическое загрязнение. Земные микроорганизмы на поверхности насекомых могут нарушить протоколы планетарной защиты, которые NASA и другие космические агентства соблюдают неукоснительно. Пока этот барьер не снят, космические амбиции остаются гипотетическими.

Что точно не заменит тараканов-киборгов — и почему это не главное

Эта технология не предназначена для замены традиционных роботов или дронов. Она дополняет их в специфических сценариях, где миниатюризация и энергоэффективность имеют критическое значение. Но даже в этих сценариях есть узкие места: надёжность костюмов, этика использования живых существ, ограничения по глубине (50 см) и времени работы (3 часа).

Что дальше: от прототипа к реальным условиям

Следующий шаг — увеличение количества испытаний в полевых условиях и масштабирование прототипа. Команда работает над улучшением герметичности костюмов и автоматизацией подачи кислорода. Параллельно ведётся обсуждение с потенциальными заказчиками — структурами МЧС, горноспасательными службами, службами по ликвидации последствий наводнений.

До массового применения ещё далеко. Технология должна доказать надёжность не на пяти насекомых в лаборатории, а в реальных условиях: при температурных перепадах, в грязной воде, при многократных погружениях. Только после этого можно будет говорить о ней как об инструменте, а не как об эксперименте.