理化学研究所、早稲田大学、シンガポールの南洋理工大学からなる研究グループが、太陽電池により電池交換なしで活動し続けるサイボーグ昆虫を開発したと発表しました。
たとえば爆発物を嗅ぎ分けるサイボーグイナゴ、クイックな小回りが効く小型ドローンになるサイボーグトンボなど、昆虫の脳に電極を挿入するなどしてサイボーグ化する研究はこれまでも方々で行われてきました。しかし、これらサイボーグ昆虫で問題となるのは電源の確保。
昆虫の活動を妨げないようにするためには可能な限りデバイスの軽量コンパクト化が求められますが、大容量のバッテリーを搭載することは難しく、無線通信に必要な電力を考えると、稼働時間の短さなどの問題が考えられました。
この問題を解決するのが今回の研究です。グループは超薄型有機太陽電池を採用することで最大17.2mWでリチウムポリマー電池の充電を可能にしており「本研究成果は、昆虫の寿命が続く限り、電池切れを心配することなく、サイボーグ昆虫の長時間かつ長距離の活動を可能にする」と説明しています。
研究に用いられたマダガスカルゴキブリは人家に住み着く習性はなく、羽根がないので深夜の薄暗い廊下で突然目の前に飛来することもありません。特にオスは気門から「シュッシュッ」と威嚇音を発し、ツノのような突起部でケンカをしたりする、意外とプリティなヤツです。
もちろん、人間が到達できない場所に到達できるほど小さく、壁面をのぼったり、人間には有害な環境でも生存できる生命力を持つなどゴキブリらしい能力を備えており、これらはサイボーグ化に最適な特性でもあります。
グループはこのゴキブリの胸部にフィットするバックパックを3Dプリントで作り、そこに電池、無線システム、脚を制御するモジュールなどを搭載して背負わせました。そして、腹部(背中側)には厚さ0.004mmの超薄型有機太陽電池を点付けで接着しました。
これにより、蛇腹状の腹部が縮んだ際は太陽電池がたわんで形状変化に対応します。なお、太陽電池は日なたに30分もいれば、バックパックの機器を2時間駆動することが十分に可能な電力を発生します。
グループは、この充電可能な電子機器バックパックを装備したゴキブリが、たとえば大地震などで倒壊した建物のなかをカサカサ這い回って生存者を探し出したり、さらに小型カメラなどのセンサーを搭載して遠隔から状況監視を可能にしたりする災害時の情報収集に役立つと考えています。またゴキブリ以外の、他の種類の昆虫のサイボーグ化にも応用可能だとしています。
