RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) bilim adamlarının liderliğindeki uluslararası bir ekip tarafından uzaktan kumandalı siborg hamamböceği yapmak için bir yöntem geliştirildi. Sistem, bir güneş piline bağlı şarj edilebilir bir pil ile çalışan küçük bir kablosuz kontrol modülü içerir. Mekanik aletlere rağmen, esnek malzemeler ve ultra ince elektronikler sayesinde böcekler serbestçe hareket edebilir. 5 Eylül’de npj Esnek Elektronik akademik dergisinde yayınlanan bu gelişmeler, yapay böceklerin yaygınlaşmasına katkı sağlayacak.
Tehlikeli bölgelerin araştırılmasına veya çevrenin izlenmesine yardımcı olmak için bilim adamları, kısmen böcek ve çoğunlukla makine olan siborg böcekleri yaratmaya çalışıyorlar. Siborg böceklerini uzun süre uzaktan kontrol etme yeteneği, kullanımlarının uygulanabilir olması için gereklidir.
Bu işlem bacak bölümlerinin kablosuz, şarj edilebilir pille kontrol edilmesini gerektirir. Hiç kimse, aniden kontrolden çıkan bir robot hamamböceği ekibinin koşuşturmasını istemez, bu nedenle pili tam olarak şarjlı tutmak çok önemlidir. Bataryayı şarj etmek için yerleştirme istasyonları inşa edilebilmesine rağmen, geri dönme ve yeniden şarj etme gereksinimi, programa göre tamamlanması gereken görevleri engelleyebilir. Akünün her zaman şarjlı olmasını sağlamak için ideal çözüm, yerleşik bir güneş pili kullanmaktır.
Yine de söylemesi yapmaktan daha kolay. Araştırma ekibi, bu cihazları sınırlı yüzey alanına sahip bir hamamböceğine başarılı bir şekilde entegre etmek için özel bir sırt çantası, ultra ince organik güneş pili modülleri ve makineleri uzun süre bağlı tutan ve yine de doğal hareketlere izin veren bir yapışma sistemi geliştirmek zorunda kaldı.
Ekip, RIKEN CPR’den Kenjiro Fukuda yönetiminde 6 cm uzunluğunda Madagaskar hamamböceği kullanarak araştırma yaptı. Kablosuz bacak kontrol modülünü ve lityum polimer pili böceğin göğüs kafesindeki tepesine takmak için bir hamamböceği modelinin gövdesine dayanan özel olarak oluşturulmuş bir sırt çantası kullandılar. Sert elektronik ekipman, 3D baskılı ve hamamböceğinin kavisli yüzeyine kusursuz bir şekilde şekillendirilmiş elastik polimer sırt çantası sayesinde bir aydan fazla bir süre boyunca göğüs kafesine güvenli bir şekilde bağlanabildi.
Karnının sırt tarafına 0.004 mm kalınlığındaki organik güneş pili modülü monte edildi. Fukuda, 17,2 mW olan gövdeye monte ultra ince organik güneş pili modülünün güç çıkışının, şu anda canlı böcekler üzerinde kullanılan en gelişmiş enerji hasat cihazlarının güç çıkışından 50 kat daha fazla olduğunu iddia ediyor.
Hareket özgürlüğü, organik güneş pilinin ultra ince ve esnekliğinin yanı sıra böceğe nasıl bağlandığıyla mümkün oldu. Araştırmacılar, hamamböceklerinin doğal ortamlarındaki hareketlerini yakından incelediklerinde, karınlarının şekil değiştirdiğini ve dış iskeletin bölümlerinin üst üste geldiğini keşfettiler. Bunu yerleştirmek için filmlerin üzerine yapışkan ve yapışkan olmayan bölgeleri serpiştirdiler ve filmlerin bağlarını korurken gerilmesine izin verdiler. Daha kalın güneş pili filmleri test edildiğinde veya filmler düzgün bir şekilde yapıştırıldığında, hamamböceklerinin aynı mesafeyi koşması iki kat daha uzun sürdü. Ayrıca düştükten sonra ayağa kalkmakta zorlandılar.
Yeni hamamböceği siborgları, bu parçalar, bacak segmentlerini uyaran kablolarla birlikte böceklere dahil edildikten sonra değerlendirildi. Pil, simüle edilmiş güneş ışığı kullanılarak 30 dakika şarj edildikten sonra, hayvanlar kablosuz uzaktan kumanda kullanılarak sola ve sağa dönmeye teşvik edildi.
Fukuda’ya göre, göğüs kafesinde sert ve esnek elemanlara ve karın bölgesinde ultra yumuşak cihazlara sahip hibrit bir elektronik sistem, siborg hamamböcekleri için uygun bir tasarım gibi görünüyor. “Temel hareket sırasında göğüs ve karındaki deformasyonu göz önünde bulundurarak” diye ekliyor. Ayrıca, böcekler gibi diğer böceklerde veya gelecekte ağustosböcekleri gibi uçan böceklerde de karın deformasyonu meydana geldiğinden, yaklaşımımız onlara uygulanabilir.
Kaynak: TechExplore
