Ученые пытаются сконструировать насекомых-киборгов — наполовину насекомое, наполовину машину, — чтобы помогать инспектировать опасные зоны и следить за окружающей средой. Однако, чтобы использование насекомых-киборгов было практичным, необходимо иметь возможность удаленно управлять ими в течение длительных периодов времени. Это влечет за собой беспроводное управление сегментами их ног с питанием от крошечной перезаряжаемой батареи.
Аккумулятор должен быть заряжен надлежащим образом — никто не хочет, чтобы вокруг бродил внезапно вышедший из-под контроля рой тараканов-киборгов. Конечно, для подзарядки батареи могут быть построены док-станции, но необходимость возврата и подзарядки может нарушить выполнение срочных миссий. Таким образом, оптимальным подходом является наличие бортовой солнечной батареи, которая может постоянно обеспечивать заряд батареи. Но такого киборга не просто создать. Чтобы успешно интегрировать эти устройства в таракана с ограниченной площадью поверхности, команде инженеров потребовалось разработать специальный рюкзак и ультратонкие модули органических солнечных элементов. Им также требовалась система соединения для удержания оборудование в течение длительного периода времени, сохраняя при этом естественные движения насекомого.
Исследовательская группа экспериментировала с мадагаскарскими тараканами, длина которых составляет около 6 см. К ним прикрепили беспроводной модуль управления ногами и литий-полимерный аккумулятор к верхней части грудной клетки насекомого с помощью специально разработанного рюкзака. Он был смоделирован по образцу тела модельного таракана и напечатан из эластичного полимера на 3D-принтере. В результате получился рюкзак, который идеально соответствовал изогнутой поверхности таракана, позволяя надежно закрепить на нем жесткое электронное устройство.
Ультратонкий модуль органических солнечных элементов толщиной 0,004 мм был установлен на задней стороне брюшной полости и обеспечивал выходную мощность 17,2 мВт, что более чем в 50 раз превышает выходную мощность современных устройств сбора энергии на живых насекомых.
Ультратонкий и гибкий органический солнечный элемент и его крепление к насекомому обеспечивало свободу передвижения. Как только все компоненты были интегрированы в тараканов вместе с проводами, которые стимулируют сегменты ног, новые киборги были протестированы. Аккумулятор заряжали псевдосолнечным светом в течение 30 минут, а животных заставляли поворачиваться влево и вправо с помощью беспроводного пульта дистанционного управления.
