Des scientifiques de Singapour et du Japon ont mis au point une mini-combinaison de plongée imprimée en 3D destinée à des cafards cyborg, leur permettant de survivre et de se déplacer sous l’eau et dans d’autres environnements pauvres en oxygène pendant jusqu’à trois heures.
La combinaison peut transformer un cafard ordinaire, et potentiellement d’autres insectes, en « un robot cyborg amphibie capable d’opérer sur terre et dans l’eau », selon un nouvel article publié cette semaine dans Nature Communications. L’étude a été menée par des scientifiques de l’Université technologique de Nanyang et de l’Université Waseda.
Alors, pourquoi les chercheurs veulent-ils que des cafards en demi-robot puissent respirer sous l’eau, d’ailleurs ?
Apparemment, ils espèrent qu’un jour il sera possible d’utiliser des cafards cyborg dans des missions de recherche et de sauvetage, l’inspection de pipelines et d’autres tâches complexes. Le professeur Hirotaka Sato de NTU, qui a dirigé l’étude, travaille sur les insectes cyborg depuis plus d’une décennie. Ces robots hybrides combinent des insectes vivants avec des électrodes qui permettent de contrôler leurs mouvements à distance. Sato et ses coauteurs soutiennent que cette configuration peut les rendre plus utiles que les robots traditionnels dans certaines situations.
Contrairement aux robots classiques, les insectes cyborg consomment moins d’énergie parce qu’ils utilisent leurs propres muscles pour se déplacer. Ils sont également assez petits pour se glisser dans des espaces confinés et encombrés que des robots plus volumineux pourraient avoir du mal à atteindre.
Ces cyborgs ont déjà été employés dans des opérations réelles de recherche et de sauvetage, notamment dans l’Opération Lionheart après le séisme de magnitude 7,7 survenu au Myanmar en mars, selon NTU.
Il existe toutefois un inconvénient évident. Ces minuscules cyborgs présentent encore des limites biologiques. Ils ont besoin d’oxygène, ce qui les rend bien moins efficaces sous l’eau.
« C’est important car les sites de catastrophe réels peuvent être difficiles d’accès après de fortes pluies ou des inondations, bloquant l’accès par les débris, les canalisations et les interstices », a déclaré Sato dans un communiqué relatif à l’étude. « En élargissant les paramètres opérationnels de nos insectes cyborg pour inclure les déplacements sous-marins, nous pensons qu’ils peuvent améliorer les efforts de recherche et de sauvetage. »
La nouvelle combinaison de plongée vise précisément à résoudre ce problème.
Comment fonctionne la combinaison
Les cafards respirent par de petits orifices situés sur leur corps appelés spiracles. Pour protéger ces spiracles de l’eau, les chercheurs ont conçu une coque flexible imprimée en 3D qui enveloppe le corps de l’insecte. Quatre petits tubes se connectent ensuite aux spiracles du cafard et délivrent l’oxygène directement vers eux.
Fixé à la coque se trouve un réservoir de génération d’oxygène qui contient une petite éponge imprégnée de dioxyde de manganèse. Pour activer le système, l’équipe a injecté du peroxyde d’hydrogène dilué dans le réservoir, puis l’a scellé avec un adhésif ultraviolet pour empêcher les fuites.
La réaction chimique à l’intérieur du réservoir libère lentement de l’oxygène, qui est ensuite acheminé à travers des tubes en silicone jusqu’aux spiracles du cafard.
D’après l’étude, la combinaison a été testée sur des cafards criquets de Madagascar dans des tubes en plastique simulant différents environnements.
Les cafards cyborg équipés de la combinaison ont pu se mouvoir sous l’eau pendant deux à trois heures. Les cafards du groupe témoin sont morts d’asphyxie en deux minutes.
L’équipe a indiqué que cette combinaison pourrait potentiellement être adaptée à d’autres insectes robotiques tels que les criquets et les scarabées, car ces insectes possèdent des structures corporelles et des systèmes respiratoires similaires.
