Microchips implanteren in insecten. US Military ontwikkelt "cybug-spionnen"


Minirobots kunnen goede spionnen zijn, maar nu experimenteren onderzoekers met insect-cyborgs of "cybugs" die nog beter zouden kunnen werken.
Wetenschappers kunnen nu al de vlucht van echte motten beheersen met behulp van geïmplanteerde apparaten.
De militaire- en spionwereld zou ongetwijfeld gek zijn op minuscule, live-camera gehanteerde versies van Predator drones die onopgemerkt kunnen vliegen naar plaatsen waar geen mens ooit zou kunnen komen om de vijand te kunnen begluren. De ontwikkeling van dergelijke robots is tot nog toe een uitdaging gebleken, met één groot doel, namelijk het uitvinden van een robot energiebron die zowel een laag gewicht als een hoog vermogen heeft. Toch is het bewijs dat dergelijke machines mogelijk zijn overvloedig aanwezig in de natuur, onder de vorm van insecten die biologische energie omzetten in vliegen.
Het is zinvol insecten tot voorbeeld te nemen – zij moeten per slot van rekening iets goed doen gezien ze de meest succesvolle dieren van de planeet zijn met hun omvang van ruwweg 75 procent van alle door de mensheid bekende diersoorten op de planeet. Eigenlijk hebben wetenschappers robots al tientallen jaren naar het model van insecten en andere dieren gemodelleerd – om bijvoorbeeld kakkerlakken die op muren kruipen of de sprinkhaansprong na te bootsen.

Mechanische metamorfose
In plaats van te proberen om geavanceerde robots uit te vinden, die de insectcomplexiteit van miljoenen jaren evolutie imiteert, willen wetenschappers nu in feite insecten kapen om deze te kunnen gebruiken als robot.
Oorspronkelijk zochten onderzoekers controle over insecten door toestelletjes op hun rug te kleven, maar dergelijke verbindingen waren niet altijd betrouwbaar. Om dit obstakel te overwinnen sponsort het Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems (HI-MEMS)-programma onderzoek naar het operatief implanteren van microchips tijdens hun groei zodat hun zenuwen en spieren verweven worden met circuits die de critters vervolgens kunnen besturen. Hoewel deze apparaten duur zijn om te vervaardigen en in te planten bij insecten, zouden ze nog steeds goedkoper zijn dan de bouw van miniatuurrobots vanaf nul.
De idee is dat naarmate deze cyborgs genezen van hun operatie terwijl ze een natuurlijke metamorfose van de ene naar de andere ontwikkelingsfase -bij voorbeeld van rups tot vlinder- doorlopen, het resultaat een meer betrouwbare verbinding tussen de toestelletjes en de insecten zou opleveren. Het feit dat insecten immobiel zijn tijdens enkele van deze fasen - wanneer ze bijvoorbeeld metamorfoseren in cocons - betekent dat ze veel beter kunnen worden gemanipuleerd dan wanneer ze actief wriemelen, in die zin dat de toestelletjes kunnen worden geïmplanteerd met een assemblage-lijn routine, wat leidt tot een aanzienlijke kostverlaging.
Het HI-MEMS-programma in de US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) heeft tot op heden 12 miljoen dollar geïnvesteerd in onderzoek sinds zijn start in 2006. Momenteel ondersteunt het deze cybug projecten:
• Kakkerlakken aan de Texas A&M.
• Gehoornde kevers aan de Universiteit van Michigan en de Universiteit van Californië in Berkeley.
• Motten aan een MIT-geleid team, en een ander mottenproject aan het Boyce Thompson Institute for Plant Research.

Succes met motten
Tot nu toe hebben onderzoekers met succes MEMS ingeplant in ontwikkelende insecten, en levende volwassen insecten zijn ontstaan met intacte ingeplante systemen, vertelde een DARPA woordvoerder aan LiveScience. Onderzoekers hebben ook aangetoond dat dergelijke toestelletjes inderdaad de vlucht van motten kunnen besturen, niettegenstaande ze waren vastgebonden.
Om de toestelletjes vermogen te verschaffen, in plaats van te vertrouwen op batterijen, wordt gehoopt om de warmte en mechanische energie die het insect genereert om te zetten in elektriciteit. De insecten zouden zelf kunnen worden geoptimaliseerd om elektriciteit te genereren.
Wanneer de onderzoekers de insecten correct kunnen besturen met behulp van de ingeplante toestelletjes, kunnen de cybugs, uitgerust met camera’s, microfoons en andere sensoren, vervolgens de wereld in om hun te helpen doelwitten te bespioneren of explosieven op te sporen. Hoewel insecten in het wild niet altijd erg lang leven, zouden de cyborglevens kunnen worden verlengd door hen te verbinden met toestelletjes die hen voederen.
De wetenschappers werken nu richting bestuurbare ongeketende vluchten, met als uiteindelijke doel het insect binnen 5 meter van een specifiek doelwit op 100 meter afstand te brengen en halt te houden bij aankomst, gebruik makend van elektronische afstandsbediening via radio of GPS of beiden.
Hoewel vliegende insecten zoals motten en libellen van groot belang zijn, kunnen springende en zwemmende insecten ook nuttig kunnen zijn, merkte DARPA op. Het is denkbaar dat uiteindelijk een zwerm cybugs, over land, zee en lucht, kunnen samenkomen bij één doelwit.




© Charles Q. Choi
Met dank aan Global research