Uma equipa de investigação científica de Singapura desenvolveu recentemente um sistema de sobrevivência subaquático em miniatura para a "barata cibernética", para que esta ainda possa realizar tarefas em ambientes com baixo teor de oxigénio e cheios de água, fornecendo uma nova ferramenta para futuros trabalhos de busca e salvamento em ruínas de inundações, tubos de drenagem e lacunas estreitas.Este projeto foi liderado pela Universidade Tecnológica de Nanyang. Os pesquisadores instalaram um dispositivo de “traje de mergulho” feito de impressão 3D, que tem apenas cerca de 10×10 mm, nas costas de uma barata. Equivale a um sistema portátil de suporte à vida e amplia os cenários de aplicação de mais de dez anos de pesquisa sobre insetos cibernéticos.
Anteriormente, vários sistemas de insetos cibernéticos foram testados em cenários como busca e salvamento e inspeções de infraestrutura. No entanto, estão limitados a trabalhar num ambiente seco e rico em oxigénio e não podem entrar eficazmente em áreas encharcadas por inundações ou bloqueadas pela água. Esta é uma grande falha em cenas de desastres reais. O objetivo da equipe da Universidade Tecnológica de Nanyang é romper as limitações naturais dos insetos que dependem do oxigênio do ar para respirar, permitindo-lhes continuar se movendo em águas rasas, úmidas e em espaços privados de oxigênio, em vez de serem forçados a permanecer em áreas secas no solo.
O núcleo deste "traje de mergulho" é uma unidade química de geração de oxigênio, que usa catalisadores de peróxido de hidrogênio e dióxido de manganês para reagir e gerar oxigênio. Em seguida, é introduzido nas aberturas das válvulas do corpo da barata através de quatro tubos de silicone, fornecendo oxigênio diretamente ao sistema respiratório. Como todo o dispositivo foi projetado para ser altamente leve e fixado próximo às costas, ele minimiza a interferência nos movimentos da barata e permite que ela mantenha um estado de movimento próximo ao natural.
Em termos de método de controle, o sistema segue a arquitetura consistente dos insetos cibernéticos: os pesquisadores conectam eletrodos ao cérebro e aos órgãos sensoriais da barata, e o operador humano envia sinais elétricos para obter o controle direcional, enquanto o próprio inseto ainda é responsável por ajustar a marcha e o caminho específicos. Por tirar partido da flexibilidade e adaptabilidade originais dos insectos vivos, este sistema não necessita de motores adicionais ou baterias de grande capacidade, reduzindo significativamente o peso e a complexidade estrutural, mantendo ao mesmo tempo a vantagem da deslocação autónoma em espaços estreitos e irregulares.
Para verificar a eficácia do novo dispositivo, a equipe imprimiu em 3D uma série de canais de obstáculos estreitos, semelhantes a tubos, para simular ambientes da vida real, como tubulações inundadas, calhas e vazios internos em estruturas colapsadas. Os resultados dos testes mostram que a velocidade de movimento das baratas que usam dispositivos de mergulho nestes ambientes simulados não diminui significativamente em comparação com a velocidade em terra. A maior diferença reflete-se no seu tempo de sobrevivência debaixo de água: indivíduos sem dispositivos só conseguem sobreviver durante alguns minutos, enquanto as baratas cibernéticas que utilizam este sistema podem continuar a mover-se debaixo de água durante até três horas.
Hirotaka Sato, professor de engenharia aeroespacial da Universidade Tecnológica de Nanyang, disse que depois de fortes chuvas ou inundações, locais de desastres reais muitas vezes têm ruínas inundadas, sistemas de drenagem entupidos e acúmulo de água em lacunas estreitas, dificultando a penetração profunda dos robôs tradicionais e das equipes de resgate. Ele acredita que, ao expandir as condições de operação dos insectos cibernéticos e ao alargar a sua gama de operações a águas pouco profundas e ambientes com baixo teor de oxigénio, espera-se aumentar significativamente o seu valor prático em missões de busca e salvamento.
A equipe de pesquisa enfatizou que este sistema atualmente não foi projetado para mergulho em águas profundas, mas se concentra em águas rasas, com alto teor de água ou em ambientes espaciais anóxicos, mas estreitos, fornecendo uma "ferramenta viva" pequena e durável para áreas de difícil acesso. Os resultados relevantes foram publicados na revista Nature Communications e são considerados mais um progresso na direção da pesquisa de integração profunda de organismos vivos e sistemas eletrônicos, em vez de construir microrobôs a partir do zero. O objetivo final é criar uma plataforma prática que possa penetrar profundamente em locais de difícil acesso para robôs convencionais.