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Cyborg-Kakerlaken dienen als ferngesteuerte „Mini-Sanitäter“
Mini-Sanitäter auf sechs Beinen: Forscher haben Riesenschaben mit Kamera, Fernsteuerung und einem automatischen Injektor ausgerüstet. Im Labortest erreichten die Cyborg-Kakerlaken alle Wegpunkte, die komplette Navigations- und Injektionsaufgabe gelang in 72 Prozent der Versuche. Noch ist das System nur ein Machbarkeitsnachweis an einem Silikonziel, könnte aber künftig Ersthelfer in unzugängliche Trümmer ergänzen.
Brisbane (Australien). Nach Erdbeben oder Einstürzen bleiben oft Hohlräume zurück, die für Menschen und viele Roboter kaum erreichbar sind. Cyborg-Insekten sollen solche Engstellen mit ihrer natürlichen Beweglichkeit überwinden und bislang vor allem Kameras oder Sensoren zu Verschütteten bringen. Doch das Auffinden eines Menschen löst das nächste Problem noch nicht: Bis Retter zu ihm vordringen, kann dringend benötigte Hilfe weiter unerreichbar bleiben.
Forscher der University of New South Wales (UNSW) um Associate Professor Thanh Nho Do haben deshalb ein System entwickelt, das ferngesteuerte Riesenschaben nicht nur suchen, sondern auch eine Flüssigkeit gezielt injizieren lässt. Die sogenannten Paraborgs basieren auf der Nord-Queensland-Riesenschabe Macropanesthia rhinoceros. Auf ihrem Körper sitzen leichte Elektronik, Elektroden zur Bewegungssteuerung und je nach Aufgabe eine Kamera oder ein automatisch auslösbarer Injektor.
Die Forscher steuern die Tiere über elektrische Reize an Fühlern und Hinterleibsanhängen. Ein Mensch gibt dabei die Richtung vor und entscheidet auch über den kritischen Eingriff. Vollautonom soll die Injektion in diesem Konzept gerade nicht erfolgen.
„Wir wollten den nächsten Schritt gehen. Wenn sie jemanden finden, können sie dann tatsächlich helfen?“, erklärt Dr Thang Vo-Doan von der University of Queensland (UQ).
Für die Versuche mussten die Paraborgs drei festgelegte Wegpunkte in einer Testarena passieren, sich vor einem Silikonziel ausrichten und anschließend den Injektor auslösen. Alle 25 Versuche erreichten die drei Wegpunkte und gelangten in den vorgesehenen Injektionsbereich. Die komplette Abfolge aus Navigation, Stabilisierung, Abschuss und Flüssigkeitsabgabe gelang in 18 von 25 Fällen, also in 72 Prozent der Tests.
„Das Cyborg-Insekt muss zum Ziel navigieren, sich genau positionieren und stabil genug bleiben, um die Injektion durchzuführen“, sagt Hai Nhan Le von der UQ.
Der eigentliche Auto-Injektionsmechanismus funktionierte in separaten Tests mit 90 Prozent Erfolgsquote. Bei der vollständigen Aufgabe erwies sich vor allem der Abstand zum Ziel als entscheidend. In kurzer Distanz von höchstens 150 Millimetern erreichte die Injektion laut Studie eine Erfolgsquote von bis zu rund 95 Prozent. Aus größerer Entfernung prallte der abgeschossene Injektor in mehreren Versuchen vom Silikonziel ab.
Auch die Stabilität der Kakerlake war ein Knackpunkt. Zwei Versuche scheiterten, weil sich das Tier beim Auslösen unerwartet drehte und der Injektor die Wand statt des Ziels traf. Um solche Bewegungen zu begrenzen, kombinierten die Forscher verschiedene elektrische Reize. Sobald das Tier günstig stand, wurde es über beide Fühler stabilisiert, bevor der Mensch den Injektor auslöste.
Das Team demonstrierte außerdem eine Arbeitsteilung zwischen zwei Paraborgs. Ein Tier trug eine WLAN-Kamera und lieferte dem Bediener Bilder vom Ziel. Ein zweites folgte mit dem Injektor. Damit kann ein Mensch die Situation aus der Ferne beurteilen und den medizinisch relevanten Schritt bewusst freigeben.