На пръв поглед изглежда като идея, родена от особено ексцентричен човек на изкуството: хлебарка, облечена в миниатюрен водолазен костюм, пълзи по дъното на наводнен тунел.

Само че костюмът е истински, хлебарката е жива, а експериментът е публикуван в научното списание Nature Communications.

Екип от Нанянския технологичен университет в Сингапур и японския университет "Васеда" е разработил мека водонепроницаема система, която позволява на сухоземното насекомо да се движи под вода в продължение на до три часа. Без оборудването използваните в опита хлебарки прекратявали активността си след около две минути под повърхността.

Киборг, но без метални крака

Става дума за т.нар. киборг насекомо - живо животно, към което са добавени електронни устройства за насочване и контрол на движението.

За разлика от напълно механичния робот, киборг хлебарката използва собствените си мускули, крака и сетивни органи. Електрониката трябва само да подава сигнали, които я карат да завива или да променя посоката си.

Това има едно съществено предимство: не са необходими тежки двигатели и големи батерии. Насекомото вече разполага със собствена изключително ефективна система за движение, способна да го преведе през тесни процепи, неравни повърхности и купчини отломки.

Хлебарките не дишат с бели дробове. Те приемат въздух през малки отвори по тялото, наречени дихателни отвори или стигми, които отвеждат кислорода към вътрешна мрежа от трахеи. Под водата тези отвори не могат да доставят необходимия кислород.

Затова учените решили да дадат на хлебарката нещо като собствен акваланг.

Как работи миниатюрният костюм?

Системата се състои от три основни части: гъвкава водонепроницаема обвивка, малък кислороден генератор и четири силиконови тръбички, които отвеждат газа до дихателните отвори в гръдната област на насекомото.

Обвивката покрива коремната част и не позволява на водата да проникне до част от дихателните отвори. В задната част е поставен прозрачен резервоар, изработен чрез 3D печат.w

В него има порест материал с манганов диоксид. При добавянето на разреден водороден пероксид започва химическа реакция, при която се освобождават вода и кислород. Мангановият диоксид служи като


катализатор, а произведеният кислород преминава през силиконовите тръбички направо към дихателната система на хлебарката.

Иначе казано, насекомото не извлича кислород от водата. То носи на гърба си малка химическа кислородна фабрика.

Изследователите подчертават, че меката конструкция е проектирана така, че да не пречи съществено на естествените движения на животното. Тръбичките могат да бъдат отстранени след експеримента, а според екипа насекомите са третирани в съответствие с правилата за научни изследвания.

Защо точно съскаща хлебарка?

За опитите е използвана мадагаскарската съскаща хлебарка - Gromphadorhina portentosa.

Това е едър, здрав и безкрил вид, който често се използва в изследванията на биохибридни роботи. Размерът му позволява върху тялото да бъдат монтирани електроника, резервоар и тръбички, без товарът напълно да обездвижи животното.

В лабораторните тестове хлебарките с костюми запазили способността си да се движат под вода до три часа.

Екипът ги изпратил и през тесен тунел, състоящ се от зона, запълнена с въглероден диоксид, и последващ наводнен участък. И в трите проведени опита оборудваните насекоми преминали успешно през двете опасни среди.

Тестът има практическа логика. След земетресение, наводнение или срутване спасителите могат да срещнат едновременно вода, прах, дим, липса на кислород и опасни газове. Именно в такива пространства конвенционалните роботи често се оказват твърде големи, твърде енергоемки или недостатъчно подвижни.

От лабораторията към развалините

Потенциалното приложение е най-вече в спасителни операции.

Насекомите биха могли да се насочват през наводнени кухини в разрушени сгради, канализационни шахти, тръби и тунели. С подходящи камери и сензори те могат да търсят топлина, движение, звук или признаци за човешко присъствие там, където спасителите не могат безопасно да проникнат.

Технологията не започва от нулата. Изследователският екип вече разработва системи за управление на киборг хлебарки, включително електроди и електронни модули, чрез които движението им може да бъде направлявано. По данни на университетите подобни насекоми са били използвани експериментално от сингапурски спасителен екип след земетресението в Мианмар през 2025 г.

Водолазният костюм разширява възможния терен. Вместо да спира пред локва или наводнен участък, киборгът би могъл да продължи движението си от сухо към мокро пространство и обратно.

Не изпращайте още хлебарките в канала

Въпреки зрелищните резултати технологията още не е готова за масово използване.

Експериментите са проведени в контролирани лабораторни условия. Реалното бедствие включва кал, силно течение, остри предмети, падащи отломки, нестабилна радиовръзка и много по-сложна среда от прозрачен тестов тунел.

Предстои да бъде проверено дали костюмът запазва водонепроницаемостта си при удари и продължително триене, дали кислородът се подава равномерно и дали насекомото може да бъде надеждно управлявано зад дебели стени или под земята. Необходими са също навигация, определяне на местоположението и комуникационна система, която да изпраща събраните данни до спасителите.

Засега изследването доказва нещо по-ограничено, но важно: живо сухоземно насекомо може да бъде превърнато в малък биохибриден апарат, способен да се движи с часове под вода и в среда с недостиг на кислород.