Insekten nutzen eine Reihe leistungsstarker Sinnesorgane, sie sind klein genug, um an Orte zu gelangen, die wir nicht erreichen können, sie können unter widrigen Bedingungen überleben, sie können leicht auf Oberflächen klettern oder fliegen.
All dies sind nützliche Fallen für Roboter – oder genauer gesagt Cyborgs – lebende Insekten, an denen elektronische Geräte befestigt sind.
Frühere Versionen verwendeten kleine Batterien, um die Elektronik mit Strom zu versorgen, aber dies begrenzte die Betriebsdauer, bevor sie aufgeladen oder ersetzt werden mussten.
Für eine neue Studie haben Wissenschaftler von RIKEN daher Solarmodule in Cyborg-Kakerlaken integriert.
Das Team installierte Elektronik auf dem Rücken von Madagaskar-Kakerlaken, die bis zu etwa 6 cm lang werden.
Dieses elektronische Paket enthält eine Lithium-Polymer-Batterie, einen drahtlosen Empfänger und ein Modul, das die Beine des Insekts steuert, untergebracht in einem 3D-gedruckten Rucksack, der der Rundung seiner Brust entspricht.
Sie kombinierten dies mit einem organischen Solarzellenmodul, das auf dem Bauch der Kakerlake montiert war.
Dieser ultradünne Film ist nur 0,004 mm dick, wodurch die Batterien leicht genug sind, um von Insekten getragen zu werden. An verschiedenen Stellen des Films wurden klebende und nicht klebende Bereiche verwendet, um die Bewegung von Kakerlaken nicht zu behindern.
Diese Solarzellen hatten eine Ausgangsleistung von 17,2 mW (Milliwatt), genug, um die Elektronik nach 30 Minuten Laden in der Sonne zwei Stunden lang mit Strom zu versorgen.
Das Forschungsteam sagt, dass diese Leistung 50-mal höher ist als bei anderen Geräten zur Energiegewinnung, die bei lebenden Insekten verwendet werden.
Solche Verbesserungen könnten Cyborg-Kakerlaken dabei helfen, noch besser durch eingestürzte Gebäude zu rennen, um nach Überlebenden zu suchen, oder Bedingungen mit kleinen Sensoren aus der Ferne zu überwachen. Das neue Design könnte auch an andere Arten von Cyborg-Insekten angepasst werden.
Die Studie wurde im Fachjournal npj Flexible Electronics veröffentlicht.
2022-09-06 16:36:08
Autor: Vitalii Babkin