Transformar baratas em “ciborgues” pode salvar a humanidade no futuro

Em "Star Trek", Borgs são ciborgues meio-orgânicos, meio-mecânicos, equipados com um grande número de órgãos e máquinas artificiais que podem assimilar as características biológicas e tecnológicas de outras raças.

Se houver insetos na nave Borg, pode ser uma barata ciborgue.

Nota: O conteúdo a seguir pode causar desconforto físico ou humor desagradável, e não é recomendado navegar enquanto come.

O céu está nas baratas

A barata de Madagascar, que cresce até 6 centímetros na idade adulta, é conhecida como "alpinista" e, quando sente o perigo, guincha o ar através de um buraco nas costas.

Os cientistas viram seu potencial para "evoluir" em insetos ciborgues de sua aparência robusta.

Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Instituto de Pesquisa RIKEN do Japão projetou um sistema para controle remoto sem fio de baratas, publicado recentemente na revista científica npj Flexible Electronics .

Primeiro, os pesquisadores usaram uma "mochila" especialmente projetada para conectar ummódulo de controle de perna sem fio e uma bateria de polímero de lítio ao peito da barata.Os pulsos elétricos estimularam o sistema nervoso da barata a controlá-la para se mover para a esquerda ou para a direita.

A "mochila" é modelada a partir do corpo da barata modelo e impressa em 3D com polímero elástico, que se encaixa perfeitamente na superfície curva da barata e pode ser fixada no peito por mais de um mês.

Enviar e receber sinais requer uma fonte de alimentação contínua, caso contrário, quando a bateria estiver esgotada, as baratas podem entrar e sair livremente, e a imagem aumentará sua pressão arterial.

Por isso, a equipe de pesquisa instalou um módulo de célula solar ultrafino para carregar a bateria no abdômen da barata, para que ela não escapasse da palma da mão. Sua potência atinge 17,2 mW, o que é cerca de 50 vezes maior do que os atuais dispositivos de coleta de energia de insetos vivos de última geração.

Levando em conta a deformação do abdômen durante o movimento, para que o módulo da célula solar não atrapalhe o movimento normal da barata, a equipe de pesquisa testou vários tipos de filmes eletrônicos e, finalmente, usou um filme de 0,004 mm, cerca de 17 vezes mais fino que um fio de cabelo humano, que pode ser cerca de 17 vezes mais fino que um fio de cabelo humano Aderência abdominal por um mês.

Essa também é a vantagem deste estudo em comparação com seus predecessores de insetos ciborgues – controlando baratas por um longo período de tempo.

Quando tudo estiver pronto, você pode usar o sistema de controle remoto sem fio para fazer o que quiser com as baratas remotamente. Aperte o botão e você o faz virar para a direita, ele nunca vira para a esquerda.

A equipe de pesquisa aponta que essas baratas podem um dia ser usadas para monitorar o meio ambiente ou buscar e resgatar após desastres, atingindo lugares de difícil acesso para humanos.

Mas os resultados da pesquisa atual são apenas sistemas de controle de movimento sem fio, não equipados com sensores e câmeras. Entre eles, a câmera precisa de mais energia e, mesmo que possa ser usada, a resolução será muito baixa.

Então, por enquanto, isso só pode lhe dar uma sensação de controle sobre suas queixas ou usá-lo para assustar amigos que foram mantidos no escuro.

Por causa das células solares ultrafinas, podemos esperar que mais insetos se juntem no futuro, e a equipe de pesquisa está otimista em relação a besouros e cigarras.

Imagine o quão espetacular será a cena quando os humanos estiverem conversando e rindo e comandando uma equipe de insetos ciborgues. Desde que, é claro, não saiam do controle.

No entanto, as baratas agem contra sua própria vontade, o processo é doloroso? Os pesquisadores apontam que, de acordo com estudos relacionados a insetos, as baratas não sentem dor. Além disso, as baratas cantonesas estão muito preocupadas com você, e você não está necessariamente muito preocupado com isso.

O mundo das baratas ciborgues que está cheio de talentos

Vamos dar uma olhada nas "ondas frontais" das baratas semimecânicas, todas elas não estão ociosas.

Já em 2012, pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte atacaram baratas, e o protagonista também era uma grande barata de Madagascar.

Quando o microcontrolador está conectado às antenas e órgãos sensoriais traseiros da barata, a carga elétrica resultante faz com que a barata pense que esbarrou em algo, ou encontrou uma ameaça, e se move na direção que você deseja que ela vá, mesmo fora de um planejado. a curva.

A barata pode pensar que é seu livre arbítrio, mas na verdade está sendo controlada remotamente por humanos. E o que os humanos esperam dele é encontrar sobreviventes de desastres em um espaço pequeno.

Em 2018, uma equipe de pesquisa da Universidade de Connecticut criou um microcircuito que controla as baratas de uma maneira que as convence de que encontraram um obstáculo.

Um avanço em relação aos seus antecessores é que os microcircuitos permitem um controle mais confiável e preciso de insetos ciborgues.

Especificamente, é capaz de detectar 6 graus de movimento livre, aceleração linear e rotacional da barata, bem como a temperatura ambiente circundante, o que também afeta como e onde o inseto se move.

Dutta, professor assistente de engenharia elétrica e de computação da Universidade de Connecticut, tem grandes esperanças: o inseto ciborgue tem uma infinidade de aplicações úteis, desde busca e salvamento até defesa nacional, mas ainda está no estágio "larval", e sua futuros irmãos de alta tecnologia podem salvar sua vida.

As baratas ciborgues têm mais missões. Por volta de 2013, o neurocientista Greg Gage lançou o "controlador mental de barata" RoboRoach como uma experiência educacional para ajudar os alunos a obter uma compreensão preliminar dos circuitos neurais.

Existem tantas doenças neurológicas incuráveis ​​no mundo e existem certas barreiras para aprender neurociência. Ferramentas como RoboRoach são projetadas para permitir que os alunos aprendam neurociência em uma idade mais precoce, alguns dos quais podem se tornar cientistas e engenheiros de resolução de problemas.

Com a barata usando a unidade de controle, bateria e eletrodos, os alunos podem usar um aplicativo de celular gratuito para microestimular os nervos antenais da barata, controlar brevemente sem fio os movimentos da esquerda para a direita da barata e registrar alterações no tecido do sistema nervoso vivo.

Greg Gage disse que não foi uma experiência muito dolorosa para as baratas, e elas se adaptaram rapidamente. Em suma, nem uma única barata foi prejudicada no experimento.

Quando você coloca as baratas de volta na gaiola por cerca de 20 minutos, elas "esquecem" a experiência e a estimulação funciona novamente; após cerca de 2 a 7 dias, a estimulação será completamente ineficaz, as baratas não ouvirão mais você, e pode "se safar" Return.

Vale lembrar que se você quiser comprar o RoboRoach, as baratas não estão empacotadas, mas você pode encomendar as baratas sul-americanas separadamente , uma caixa de três.

Sobre os vários usos das baratas

Fazendo jus ao nome de "Unkillable Xiaoqiang", além da barata ciborgue, existem muitas maneiras de usar baratas.

Vamos começar com o que você pode ser mais inaceitável.

Os blocos de proteína feitos de baratas em "Snowpiercer" de Feng Junhao refletem vividamente as condições de vida dos moradores do fundo. Os insetos são ricos em proteínas e as baratas têm uma forte capacidade reprodutiva.Se realmente não houver escolha, não é uma má ideia como ração do dia do juízo final.

Diz-se que o pedido de Bong Joon-ho é que o bloco de proteína seja tão preto quanto as asas de uma barata, mas translúcido. Na verdade, é feito de algas e açúcar, e muitos atores, apesar de saberem, ainda lutam para engolir a substância pegajosa.

O bloco de proteína está apenas agindo, mas realmente existe "pão de barata" na realidade.

Em 2017, pesquisadores no Brasil introduziram um pão enriquecido com proteína enriquecida com baratas cinzentas secas, trituradas e peneiradas, concluindo que "o uso da farinha de barata cinzenta é uma forma de enriquecer sem alterar a qualidade sensorial. Um método eficaz para o pão de trigo".

Apenas mastigar o pão deixará sua boca seca.É melhor beber uma xícara de sopa de "leite de barata". Sim, infelizmente, "leite de barata" também é real.

Em junho de 2018, foi relatado que o chamado "leite de barata" vem principalmente de um cristal no corpo da barata do besouro do Pacífico. A proteína do "leite de barata" é 4 vezes maior do que o leite de vaca comum e também contém aminoácidos que promovem o crescimento e são necessários ao corpo humano de gorduras e açúcares.

No entanto, extrair secreções de baratas é muito mais difícil do que ordenhar vacas. Os pesquisadores precisam abrir o abdômen de baratas fêmeas, remover os embriões e órgãos internos e, em seguida, usar uma pipeta para extrair as secreções cristalinas. São necessárias 1.000 baratas para fazer 100 g "leite de barata".

Mesmo que você tenha o grande coração de "The Wilderness", você ainda tem que correr riscos. Não foi totalmente comprovado que o "leite de barata" é completamente inofensivo para o corpo humano.

No processo de luta com baratas, provavelmente todos podemos entender que a capacidade atlética das baratas não deve ser subestimada.

Esse talento é a "musa" de muitos cientistas, como disse Robert Full, professor da Universidade da Califórnia, em Berkeley, "construindo os robôs de amanhã com base na antiga engenharia da evolução".

Por exemplo, quando uma barata passa por uma pequena rachadura, ela pode espremer seu corpo a uma altura de apenas duas moedas e suportar uma força de 900 vezes seu peso corporal. Ao estudar esse "desempenho extremo", bem como o exoesqueleto flexível e as pernas espinhosas da barata, o pesquisador de pós-doutorado de Harvard, Kaushik Jayaram, projetou o CRAM robótico do tamanho da palma da mão.

O CRAM é um robô compressível com mecanismo articulado capaz de se espremer dentro e através de rachaduras com metade de sua altura, possibilitando futuras buscas e resgates nos escombros de tornados, terremotos e explosões.

Pernas de baratas fornecem ideias para próteses humanas , e sua mecânica elástica inspirou o design de movimentos de preensão em mãos robóticas.

Um estudo do Laboratório de Biorobótica de Harvard usou pernas de barata para criar mãos que "deslizam ao longo de um objeto até que ele o envolva", semelhante à forma como levantamos uma xícara de café.

As baratas sobreviveram por mais de 300 milhões de anos e viveram na mesma época dos dinossauros. Ainda vivem e trabalham em lugares onde os patógenos são densos, como canos de esgoto e lixões. Sua vitalidade tenaz não é por acaso. Portanto, na área médica, as baratas também têm conquistas.

Quando as baratas detectam micróbios potencialmente nocivos, seus corpos produzem proteínas que detêm o patógeno, segundo o estudo.

Na última década, os cientistas isolaram com sucesso proteínas antimicrobianas produzidas por várias baratas e testaram sua capacidade de combater infecções bacterianas como Streptococcus, E. coli, Salmonella e muito mais. Para usar uma analogia inadequada, as baratas podem ser as "superbactérias que precisamos para combater as superbactérias".

As baratas têm muitos usos, mas ainda causam arrepios nas pessoas quando as encontram.

Pesquisa é pesquisa, vida é vida, e não precisamos gostar de baratas. Talvez como Kaushik Jayaram colocou:

"Eu não quero baratas na minha mochila, quarto ou perto da minha comida. Eu não acho baratas fofas, mas elas são um ótimo modelo científico. De um modo geral, a natureza tem uma enorme biblioteca de idéias de design."

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