فريق من سنغافورة واليابان يطور بدلة غوص لصرصور إلكتروني تمكنه من التنفس تحت الماء لمدة 3 ساعات

أخبار ar.wedoany.com، نشر فريق بحثي مشترك من جامعة نانيانغ التكنولوجية (Nanyang Technological University, Singapore) وجامعة واسيدا (Waseda University) ورقة بحثية في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز" (Nature Communications) بعنوان "حشرة إلكترونية ترتدي بدلة تحت الماء قادرة على الغوص لساعات والتنقل بين اليابسة والماء"، حيث طور الفريق بدلة غوص صغيرة قابلة للارتداء لـ"صرصور مدغشقر" (Madagascar cockroach) الأرضي، مما يمكن الحشرة الإلكترونية (cyborg insect) من التنفس المستمر تحت الماء لعدة ساعات والتحرك في البيئات المائية والبرية.

تجمع الحشرات الإلكترونية بين الحشرات الحية والمكونات الإلكترونية، مستفيدة من عضلات الحشرة نفسها كمصدر للطاقة، مما يقلل من استهلاك البطارية، ومن المتوقع استخدامها في مهام مثل البحث والإنقاذ في شقوق الأنقاض التي يصعب على البشر الوصول إليها، أو في فحص خطوط الأنابيب. لكن الحشرات الإلكترونية السابقة كانت تقتصر على الحركة على اليابسة، وغير قادرة على دخول البرك أو المناطق المغمورة بالمياه. صمم فريق البحث بدلة غوص لا تحتاج إلى كهرباء وتقوم بتزويد الأكسجين ذاتيًا للتغلب على هذا القصور.

تتكون بدلة الغوص من ثلاثة أجزاء: غلاف ناعم مقاوم للماء يغطي بطن الحشرة ويعمل كخزان للأكسجين؛ وجهاز صغير ينتج الأكسجين باستمرار من خلال تفاعل كيميائي بين بيروكسيد الهيدروجين وثاني أكسيد المنغنيز؛ وأنبوب ينقل الأكسجين مباشرة إلى فتحات التنفس في صدر الحشرة.

ينتج الجهاز الأكسجين من خلال تفاعل كيميائي لا يحتاج إلى كهرباء، ويستخدم مرشحًا خاصًا يسمح بمرور الهواء فقط ويمنع تسرب الماء والمواد الكيميائية، مما يحقق التنفس المستمر تحت الماء. في التجارب، تنفس الصرصور الإلكتروني الذي يرتدي بدلة الغوص بشكل طبيعي وتحرك في جميع الاتجاهات تحت الماء لمدة تصل إلى 3 ساعات، وكان قادرًا على الاستجابة للأوامر التي يتم التحكم فيها بواسطة إشارات كهربائية خارجية (مثل التقدم للأمام والانعطاف).

لمحاكاة الظروف الميدانية القاسية، أجرى الفريق اختبارًا في نفق يتضمن مناطق مشبعة بثاني أكسيد الكربون ومناطق مغمورة بالمياه. سرعان ما توقفت الأفراد العادية عن الحركة، بينما نجحت الأفراد التي ترتدي بدلة الغوص في اجتياز الاختبار بفضل إمدادها بالأكسجين.

علاوة على ذلك، من خلال دمج مكونات التحكم داخل جسم الصرصور لإزالة البروز الظهري، تمكن الصرصور الإلكتروني من المرور عبر فجوات ضيقة جدًا تحت الماء لا يتجاوز ارتفاعها 2 سم.