Các nhà khoa học đã điều khiển được côn trùng theo ý mình bằng cách biến chúng thành bọ-máy

Câu chuyện nghe chừng có vẻ hoang đường nhưng những chú bọ cyborg khổng lồ có thể cất cánh tới thành phố nơi bạn đang sống khi các nhà khoa học tìm ra phương pháp kết nối côn trùng và điều khiển chúng từ xa.

Bọ cyborg - công nghệ mới của thế kỷ 21

Nhiều phòng thí nghiệm trên toàn thế giới đang cố gắng tạo ra những bầy côn trùng robot. Loài vật nhỏ bé này có khả năng xâm nhập vào những nơi xó xỉnh, những vết rạn nứt mà con người không thể tới. Chúng có thể định vị những nạn nhân động đất bị kẹt trong đống đổ nát hay giám sát những kẻ phạm tội và những tên khủng bố một cách bí mật.

Tuy nhiên, không chỉ dừng lại ở đó, các kĩ sư tại đại học công nghệ Nanyang Singapore và đại học Berkley California đã có những bước tiến xa hơn. Thay vì tạo nên những chú robot vận hành như côn trùng, họ đã chứng tỏ khả năng điều khiển những con côn trùng thực sự.

Sử dụng những điện cực và các con chip điện tử nhỏ gắn trên lưng, các kỹ sư đã biến côn trùng thành những dạng “máy móc sống” mà có thể điều khiển từ xa. Những “biobot” này có thể được sử dụng thay thế các máy bay drone vì chúng có khả năng linh hoạt hơn và quan trọng nhất, biobot có thể bay mà không cần hệ thống động cơ như đặc tính tự nhiên của côn trùng.

Những biobot có thể điểu khiền từ xa hoàn toàn không dây

Trên tạp chí Royal Society Interface, tác giả đã nói: “Không như những chú robot nhân tạo với hầu hết các phần cơ thể, cảm biến nhiệt được sản xuất và tích hợp; những chú robot lai sử dụng trực tiếp cơ thể côn trùng sống làm nền tảng để phát triển các tính năng khác.”

Những loài bọ được gắn các điện cực ở nhiều phần cơ thể như chân, thùy thị giác và cơ cánh. Khi được kích thích bởi các tín hiệu truyền sóng trực tiếp, những con côn trùng có thể di chuyển ở một tốc độ được định sẵn, bay, rẽ trái hay rẽ phải và thậm chí là giữ nguyên trong không trung.

“Bằng việc gửi các tín hiệu đến loài bọ, chúng ta có thể thay đổi hướng chuyển động của chúng và những con bọ sẽ thực hiện phần còn lại”, trợ lý giáo sư Hirotaka Sato từ trung tâm kỹ thuật hàng không đại học công nghệ Nanyang đã phát biểu. “Công nghệ này có thể chứng tỏ khả năng thay thế các máy bay drone điều khiển từ xa của bọ cyborg. Với những loài bọ lai này, việc bay tới các khu vực khó khăn trở nên dễ dàng hơn”.

“Ví dụ, chúng có thể được sử dụng trong công việc tìm kiếm và giải cứu khi loài bọ này có thể bay vào các khe nhỏ hay đống tàn tích trong các tòa nhà bị sập để xác định người bị thương.”

Loài bọ hoa khổng lồ với tên khoa học “Mecynorrhina torquata” có kích cỡ trung bình khoảng 7cm và nặng 9gr. Các nhà khoa học sử dụng loại bọ này vì khả năng tải trọng lớn với các vật như microphone, cảm biến nhiệt, mặc dù kích cỡ của chúng khá lớn. Đây là những thiết bị quan trọng cho công tác tìm kiếm và giải cứu.

Các thiết bị được gắn trên phần lưng của loài bọ hoa khổng lồ

Những con chip điện tử gắn trên lưng bọ hoa sử dụng loại sáp ong hữu cơ không gây hại đến phần giáp của côn trùng và có thể loại bỏ dễ dàng. Những chú bọ trong dự án thường có vòng đời từ 5 đến 6 tháng. Không giống như những máy bay drone điều khiển từ xa, sẽ không cần đến sự điều khiển trực tiếp của con người vì loài bọ có khả năng duy trì trạng thái bay. Sự can thiệp của con người chủ yếu trong việc điều chuyển hướng. Với chi phí chỉ 5$ cho mỗi điện cực, công nghệ mới này sẽ rẻ hơn nhiều so với các máy bay drone.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng việc kiếm soát loài bọ trong phòng kín và hy vọng phương pháp này có thể sử dụng trong các môi trường rộng hơn. Michel Maharbiz, đồng cộng sự nghiên cứu tại khoa kỹ thuật điện và khoa học, đại học Berkeley nhận định, “Mục tiêu dài hạn của dự án giúp kiểm chứng khả năng kiểm soát từ xa các loài côn trùng. Chúng ta hoàn toàn có thể khiến chúng bay, quay trái quay phải và dừng lại theo ý muốn. Những công việc này có thể được tiến hành lặp đi lặp lại và đảm bảo hiệu quả”.

Toàn bộ thiết bị sử dụng dòng điện 3,9 volt từ pin nhỏ với thời gian sử dụng khoảng hơn một ngày. Tuy nhiên, các nhà khoa học hy vọng có thể tích hợp công nghệ pin mặt trời hoặc các nguồn năng lượng bền vững khác vào thiết bị.

“Trong tương lai, chúng ta có thể không cần dùng đến các pin điện”, giáo sư Sato đưa ra ý kiến. “Chúng có thể hoàn toàn chạy bằng các nguồn năng lượng bền vững khác”.

Dự án đã giúp thay đổi quan điểm của các nhà sinh học về cấu trúc cơ thể của những loài bọ. Trong vòng hơn 200 năm, các nhà côn trùng học tin rằng một nhóm cơ nhất định giữa hai bên cánh của côn trùng – hay còn biết tới với cái tên nhóm cơ cánh cứng - chịu trách nhiệm cho việc kiểm soát gập cánh.

Một chú bọ với phần thiết bị gắn trên lưng

“Từ những năm 1800, những nhà sinh học đã cho rằng phần cơ cánh cứng chỉ có tác dụng trong việc hỗ trợ gập cánh”, giáo sư Sato nói.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho thấy phần cơ này cũng quan trọng trong việc chuyển hướng và điều tiết tốc độ bay của côn trùng.