Hoewel het concept iets uit sciencefiction lijkt, neemt de wetenschap het snel over. Onderzoekers zijn begonnen met het creëren van ‘cyborg-kakkerlakken’, dit zijn levende insecten die zijn uitgerust met kleine elektronische ‘rugzakken’ waarmee ze door gebieden kunnen navigeren die te klein of gevaarlijk zijn voor mensen. De mogelijke toepassing van deze ontdekking bij de inspectie van pijpleidingen, waar deze insecten kleine boorinstallaties kunnen dragen om lekken op te sporen, maakt het zo fascinerend. Kakkerlakken kunnen binnenkort onwaarschijnlijke helden worden op het gebied van industriële veiligheid en infrastructuurmonitoring dankzij hun aangeboren behendigheid en de toevoeging van intelligente sensoren.
Hoe ‘Cyborg Kakkerlakken’ werken bij pijpleidinginspectie
Het combineren van biologie en technologie is een eenvoudig maar effectief idee achter deze uitvinding. Wetenschappers bevestigen lichtgewicht elektronische systemen aan kakkerlakken. Deze systemen hebben vaak sensoren, camera’s en communicatieapparatuur. Door verbinding te maken met het zenuwstelsel van het insect, kunnen onderzoekers met deze systemen de beweging van het insect op afstand controleren.Een onderzoek naar autonome kakkerlakkenbiorobots, gepubliceerd op PubMed, beweert dat het insect in donkere, krappe pijpleidingen kan kruipen terwijl het in realtime gegevens verzendt. Dit is mogelijk door het plaatsen van een microcamera en ingebouwde sensoren. Hierdoor zijn ze ideaal voor het inspecteren van pijpleidingen waar het zicht slecht is en de toegang moeilijk.In tegenstelling tot traditionele robots passen kakkerlakken zich van nature aan aan oneffen oppervlakken, krappe bochten en smalle ruimtes. Hun vermogen om kleine ladingen te vervoeren met behoud van mobiliteit geeft hen een voorsprong op conventionele inspectietools.
Waarom kakkerlakken ideaal zijn voor lekdetectie
Ondanks hun gebrek aan populariteit zijn kakkerlakken geëvolueerd tot uiterst effectieve overlevenden. Deze kenmerken worden nu door wetenschappers voor nuttige doeleinden gebruikt.Volgens onderzoek bieden op kakkerlakken gebaseerde bio-robots, vergeleken met kunstmatige robots van vergelijkbare grootte, “betere flexibiliteit, een groter laadvermogen en een sterker uithoudingsvermogen.” Bij het navigeren door lange, kronkelige pijpleidingen die corrosie, vuil of structurele onregelmatigheden kunnen bevatten, zijn deze kenmerken essentieel.Ze kunnen ook plaatsen bereiken waar zelfs de meest geavanceerde mechanische robots vanwege hun kleine formaat moeilijk toegang toe hebben. Bovendien heeft onderzoek van de Universiteit van Californië aangetoond dat kakkerlakken snel kunnen bewegen terwijl ze zich door ongelooflijk kleine ruimtes wurmen, wat als inspiratie diende voor eerdere robotontwerpen.
De technologie achter de ‘miniatuurinstallatie’
Deze cyborginsecten dragen ‘miniatuurinstallaties’ bij zich, wat in feite kleine sensorpakketten zijn. Deze kunnen bestaan uit:
- Microcamera’s voor visueel onderzoek
- Gas- of thermische sensoren om lekken op te sporen
- Datatransmissiemodules voor communicatie
In sommige systemen helpen geavanceerde navigatiehulpmiddelen zoals afstandssensoren en traagheidsmeeteenheden (IMU’s) bij het volgen. In sommige systemen helpen geavanceerde hulpmiddelen zoals afstandssensoren en traagheidsmeeteenheden de oriëntatie en beweging te volgen. Deze hulpmiddelen zijn erg nuttig.Ook publiceerden onderzoekers een onderzoek op ScienceDirect over navigatiesystemen. Deze systemen helpen insecten obstakels te vermijden en te herkennen wanneer er mensen in de buurt zijn, in noodsituaties.Dezelfde technologie die voor insecten wordt gebruikt, kan ook worden gebruikt voor pijpleidingomgevingen. Het is erg belangrijk om afwijkingen in pijplijnomgevingen te detecteren. De technologie kan hiervoor worden aangepast. Oriëntatie en beweging.
Toekomstig potentieel van bio-robotica in de industrie
Naast pijpleidingen hebben cyborgkakkerlakken verstrekkende gevolgen. Deze hybride systemen hebben het potentieel om de manier waarop we omgaan met gevaarlijke situaties volledig te veranderen, van milieumonitoring tot zoek- en reddingsoperaties.Volgens een onderzoeksteam van de Universiteit van Osaka kunnen deze systemen met succes door moeilijk terrein navigeren door miljoenen jaren evolutie te combineren met technologie. Hun vermogen om te functioneren op plaatsen die moeilijk zijn voor mensen of machines opent nieuwe mogelijkheden voor verschillende industrieën, zoals stedelijke infrastructuur en olie en gas.Naarmate de technologie verbetert, kunnen zwermen van deze biorobots samenwerken om grote gebieden efficiënt te bestrijken en realtime gegevens te leveren met weinig risico en kosten. Uiteindelijk kan de gewone kakkerlak, vaak gezien als een plaag, binnenkort een belangrijke rol gaan spelen bij het in stand houden van de vitale infrastructuur. Onderzoekers veranderen ons begrip van wat robots kunnen doen door techniek met de natuur te combineren, in plaats van alleen maar technische problemen aan te pakken.
