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Crean un traje de buceo miniatura para cucarachas que podrán salvar vidas en catástrofes naturales: «Serán claves en misiones de rescate y en zonas de escombros inundados»
Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur, junto con expertos de la Universidad de Waseda en Tokio, desarrolló un traje de buceo flexible para cucarachas. Este innovador proyecto, que podría parecer ciencia ficción, busca que estos insectos proporcionen información vital durante catástrofes naturales.
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, plantea el uso de insectos cibernéticos en misiones de búsqueda y rescate, especialmente en zonas afectadas por desastres donde los escombros inundados, charcos o espacios parcialmente sumergidos impiden el acceso de robots convencionales.
Conocidas como «cucarachas cibernéticas» o «insectos cíborg», estas criaturas vivas están equipadas con controladores electrónicos que guían sus movimientos. Al aprovechar sus propios músculos para desplazarse, consumen mucha menos energía que los pequeños robots artificiales, que requieren baterías de alta potencia para alimentar motores y otros componentes.
Estos robots híbridos combinan un insecto vivo con un controlador electrónico, pero su rendimiento está limitado por las características biológicas del huésped, en particular por su sistema respiratorio natural. Las cucarachas respiran a través de pequeñas aberturas llamadas espiráculos, que permiten la entrada de aire al sistema traqueal. Sin embargo, cuando están sumergidas, no pueden extraer oxígeno del agua.
El traje miniatura desarrollado permite a las cucarachas sobrevivir y moverse bajo el agua en entornos con bajos niveles de oxígeno durante un período de hasta tres horas. Este traje portátil integra un módulo miniaturizado para la generación de oxígeno, junto con una carcasa flexible e impermeable que suministra oxígeno de manera continua y aísla al insecto del agua circundante.
Al equiparlas con este traje, las cucarachas cíborg se convierten en organismos anfibios, capaces de operar tanto en tierra como en agua, incorporando su adaptabilidad biológica con la protección brindada por tecnología de impresión 3D.
Para probar la eficacia del dispositivo, los investigadores construyeron tubos de plástico que simulaban diversos ambientes, como túneles inundados saturados de dióxido de carbono para replicar condiciones de bajo oxígeno. La versión final del traje fue ensayada en la cucaracha siseante de Madagascar (Gromphadorhina portentosa), una especie común en investigaciones sobre insectos cibernéticos por su tamaño, robustez y ausencia de alas.
El profesor Hirotaka Sato, director del estudio y perteneciente a la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la NTU, explicó: «Nuestro nuevo traje de buceo para insectos funciona como un tanque de oxígeno para buceadores humanos; genera oxígeno y se lo suministra directamente a los orificios respiratorios del insecto, permitiendo que la cucaracha cíborg sobreviva». Enfatizó que esta innovación es crucial porque las zonas afectadas por desastres naturales pueden volverse inaccesibles debido a inundaciones, escombros o estrechos espacios.
El profesor Shinjiro Umezu, de la Facultad de Ciencias Creativas e Ingeniería de la Universidad de Waseda, señaló que el principal desafío fue construir un sistema lo suficientemente pequeño, ligero y flexible para que el insecto pudiera llevarlo, además de generar suficiente oxígeno para permitir su movilidad subacuática por períodos prolongados. Su solución combina una cubierta blanda e impermeable con un generador químico sencillo y fiable, que protege al insecto sin afectar su movilidad natural en un ambiente hostil en el que normalmente no podría sobrevivir.
El traje consta de tres componentes: un tanque generador de oxígeno, una carcasa flexible y cuatro tubos de silicona que suministran el oxígeno. El tanque, impreso en 3D con resina PMMA transparente, contiene una esponja impregnada con dióxido de manganeso que actúa como catalizador. Al inyectar una pequeña cantidad de peróxido de hidrógeno diluido en el tanque y sellar su abertura con adhesivo ultravioleta para evitar fugas, se desencadena una reacción química que libera oxígeno lentamente. Este oxígeno se transporta a través de la carcasa y los tubos hasta los espiráculos del insecto, facilitando su respiración bajo el agua.
Los tubos están conectados a los espiráculos torácicos y pueden retirarse sin causar dolor ni daño al insecto, según indicaron los investigadores.
Este proyecto, apoyado por el Ministerio de Educación de Singapur y el Proyecto de Universidades de Excelencia Global de la Universidad de Waseda, se basa en más de diez años de investigación en insectos cibernéticos en la NTU. Los insectos cíborg ya han sido desplegados en misiones reales de búsqueda y rescate, como la “Operación Corazón de León” tras el terremoto de magnitud 7,7 ocurrido en Myanmar el 28 de marzo pasado.
Actualmente, los investigadores trabajan en pruebas adicionales del traje en entornos simulados, buscando mejorar su durabilidad e integrar sensores y sistemas de navegación para su utilización en terrenos reales. Además de su aplicación en rescates, este avance podría ser útil para inspecciones en infraestructuras inundadas de difícil acceso, como tuberías, desagües y túneles.
Los científicos celebran este logro, que ha tenido repercusión internacional, y consideran que el diseño del traje podría adaptarse a otros insectos cibernéticos terrestres, incluyendo distintas especies de cucarachas, langostas y escarabajos.
