Un equipo de investigación científica de Singapur desarrolló recientemente un sistema de supervivencia submarina en miniatura para la "cibercucaracha", de modo que aún pueda realizar tareas en ambientes llenos de agua y con poco oxígeno, proporcionando una nueva herramienta para futuros trabajos de búsqueda y rescate en ruinas inundadas, tuberías de drenaje y espacios estrechos.Este proyecto fue dirigido por la Universidad Tecnológica de Nanyang. Los investigadores instalaron un dispositivo "traje de buceo" fabricado con impresión 3D, de sólo unos 10×10 mm, en el lomo de una cucaracha. Equivale a un sistema de soporte vital portátil y amplía los escenarios de aplicación de más de diez años de investigación sobre ciberinsectos.
Anteriormente, se han probado varios sistemas de ciberinsectos en escenarios como búsqueda y rescate e inspecciones de infraestructura. Sin embargo, se limitan a trabajar en un entorno seco y rico en oxígeno y no pueden entrar eficazmente en zonas inundadas o bloqueadas por agua. Este es un defecto importante en las escenas de desastres reales. El objetivo del equipo de la Universidad Tecnológica de Nanyang es romper las limitaciones naturales de los insectos que dependen del oxígeno del aire para respirar, permitiéndoles continuar moviéndose en aguas poco profundas, espacios húmedos y privados de oxígeno, en lugar de verse obligados a permanecer en áreas secas del suelo.
El núcleo de este "traje de buceo" es una unidad química generadora de oxígeno, que utiliza catalizadores de peróxido de hidrógeno y dióxido de manganeso para reaccionar y generar oxígeno. Luego se introduce en las aberturas de las válvulas del cuerpo de la cucaracha a través de cuatro tubos de silicona, suministrando así oxígeno directamente a su sistema respiratorio. Dado que todo el dispositivo está diseñado para ser muy liviano y fijarse cerca de la espalda, minimiza la interferencia con los movimientos de la cucaracha y le permite mantener un estado de movimiento casi natural.
En términos de método de control, el sistema sigue la arquitectura consistente de los ciberinsectos: los investigadores conectan electrodos al cerebro y los órganos sensoriales de la cucaracha, y el operador humano envía señales eléctricas para lograr el control direccional, mientras que el insecto sigue siendo responsable de afinar el modo de andar y la trayectoria específicos. Debido a que aprovecha la flexibilidad y adaptabilidad originales de los insectos vivos, este sistema no requiere motores adicionales ni baterías de gran capacidad, lo que reduce significativamente el peso y la complejidad estructural, al tiempo que conserva la ventaja del viaje autónomo en espacios estrechos e irregulares.
Para verificar la efectividad del nuevo dispositivo, el equipo imprimió en 3D una serie de canales de obstáculos estrechos, similares a tuberías, para simular entornos de la vida real, como tuberías inundadas, canalones y huecos internos en estructuras colapsadas. Los resultados de las pruebas muestran que la velocidad de movimiento de las cucarachas que llevan dispositivos de buceo en estos entornos simulados no disminuye significativamente en comparación con la de la tierra. La mayor diferencia se refleja en su tiempo de supervivencia bajo el agua: los individuos sin dispositivos solo pueden sobrevivir unos minutos, mientras que las cibercucarachas que utilizan este sistema pueden continuar moviéndose bajo el agua hasta tres horas.
Hirotaka Sato, profesor de ingeniería aeroespacial en la Universidad Tecnológica de Nanyang, dijo que después de fuertes lluvias o inundaciones, los sitios de desastres reales a menudo tienen ruinas inundadas, obstruyen los sistemas de drenaje y se acumula agua en espacios estrechos, lo que dificulta que los robots tradicionales y los equipos de rescate penetren profundamente. Él cree que al ampliar las condiciones operativas de los ciberinsectos y extender su rango de operaciones a aguas poco profundas y ambientes con poco oxígeno, se espera mejorar significativamente su valor práctico en las misiones de búsqueda y rescate.
El equipo de investigación enfatizó que este sistema actualmente no está diseñado para buceo en aguas profundas, sino que se enfoca en aguas poco profundas, con alto contenido de agua o ambientes espaciales anóxicos pero estrechos, proporcionando una "herramienta viva" pequeña y duradera para áreas en las que es difícil ingresar. Los resultados relevantes se publicaron en la revista Nature Communications y se consideran un avance más en la dirección de la investigación hacia la integración profunda de organismos vivos y sistemas electrónicos en lugar de construir microrobots desde cero. El objetivo final es crear una plataforma práctica que pueda penetrar profundamente en lugares de difícil acceso para los robots convencionales.