Erken müdahale (ya da casusluk) amaçlı robot böceklerle ilgili araştırmalar bir süredir devam ediyor. Bu araştırmaların çoğu, böceklerin kanat hareketlerinden kinetik enerji elde eden piezoelektrik jeneratörler ya da mini güneş pilleri kullanmını hedefliyordu. Ancak Case Western Üniversitesi araştırmacılarından kurulu bir ekip, gerçek böceklerin beslenmesinden enerji elde eden bir pil geliştirmeyi başardı.
Roy E.Ritzman, Michelle Rasmussen, Alan J. Pollack ve Irene Lee’den kurulu ekip, robot böcekleri en baştan geliştirmektense gerçek böceklerle işe başlamanın daha kolay olduğunu farketti. Böcekler üzerine implant yoluyla yerleştirilecek bir bi-yakıt hücresi, bu cyborg-böcekleri kontrol etmek için sensörler, kayıt cihazları ve Elektronik bileşenlerle enerji verecek.
Böcekten elde edilen kimyasal enerjiyi Elektrik enerjisine dönüştürebilmek için 2 enzim arka arkaya kullanılarak anot oluşturuldu. İlk enzim, böceklerin beslenmelerinden bol miktarda elde ettikleri trehaloz adlı diasakkariti (şekeri), iki daha basit şekere (monosakkarite) ayrıştırıyor. İkinci enzim ise bu monosakkaritlerin oksidasyona uğrayarak elektron açığa çıkarmalarını sağlıyor. Elektronlar katoda doğru yol alırken akım oluşuyor. Havadaki oksijen ise elektronları alıp suya indireniyor.
Trehaloz şekeri çözümü ile oluşturulan sistemin test edilmesinin ardından ekip, prototip elektrodları dişi hamamböceğinin vücudunda, hayati organlarını etkilemeyecek bir bölgede kan dolaşımına entegre etti. Hamamböceğinde uzun süreli yaşamsal bir zarar ortaya çıkmadı. Bu da deneyin başarısını kanıtladı.
Roy E.Ritzman, böceklerde kan dolaşımına yerleştirilen sonda gibi cihazların etkisini
şöyle açıklıyor: “Böceklerde açık bir dolaşım sistemi bulunur ve yüksek kan basıncına sahip değildirler. Omurgalılar gibi diğer canlıların aksine, böceklerin damar veya arterlerine bir sonda yerleştirdiğimizde kanları basınçla fışkırmaz. Bu sayede kanama meydana gelse bile böcek kendini düzeltip yürümeye, kaçmaya devam edebilir”.
Potentiostat ile yapılan ölçümlerde, yakıt hücresinin santimetrekarede 100 microwatt ile 0.2 volta ulaşabildiğini gören araştırmacılar, maksimum akım yoğunluğunun da santimetrekarede 450 mikroamper olduğunu kaydediyorlar.
Ekibin bir sonraki adımı, yakıt hücresinin böceğe implant edilebilecek boyutlara küçültülerek hangi malzemelerin böceğin içinde daha uzun süre dayanabileceğinin saptanması. Ayrıca sisteme çok az enerji tüketerek verileri iletebilecek bir cihaz ve düşük ağırlıklı şarj edilebilir pil takılması da gerekecek.
Araştırmacılar bu böceklerin aralıklı olarak kullanılabileceklerini bir örnekle açıklıyorlar: “Sensörlü bir böcek, örneğin, bir odadaki zehirli gaz oranını ölçmesi, bu veriyi yayınlaması, daha sonra sensörü kapatıp bir saat şarj olması, ardından yeni bir ölçüm yapması mümkün”.
Alıntıdır Kaynak: hARDWAREMANIA
Roy E.Ritzman, Michelle Rasmussen, Alan J. Pollack ve Irene Lee’den kurulu ekip, robot böcekleri en baştan geliştirmektense gerçek böceklerle işe başlamanın daha kolay olduğunu farketti. Böcekler üzerine implant yoluyla yerleştirilecek bir bi-yakıt hücresi, bu cyborg-böcekleri kontrol etmek için sensörler, kayıt cihazları ve Elektronik bileşenlerle enerji verecek.
Böcekten elde edilen kimyasal enerjiyi Elektrik enerjisine dönüştürebilmek için 2 enzim arka arkaya kullanılarak anot oluşturuldu. İlk enzim, böceklerin beslenmelerinden bol miktarda elde ettikleri trehaloz adlı diasakkariti (şekeri), iki daha basit şekere (monosakkarite) ayrıştırıyor. İkinci enzim ise bu monosakkaritlerin oksidasyona uğrayarak elektron açığa çıkarmalarını sağlıyor. Elektronlar katoda doğru yol alırken akım oluşuyor. Havadaki oksijen ise elektronları alıp suya indireniyor.
Trehaloz şekeri çözümü ile oluşturulan sistemin test edilmesinin ardından ekip, prototip elektrodları dişi hamamböceğinin vücudunda, hayati organlarını etkilemeyecek bir bölgede kan dolaşımına entegre etti. Hamamböceğinde uzun süreli yaşamsal bir zarar ortaya çıkmadı. Bu da deneyin başarısını kanıtladı.
Roy E.Ritzman, böceklerde kan dolaşımına yerleştirilen sonda gibi cihazların etkisini
şöyle açıklıyor: “Böceklerde açık bir dolaşım sistemi bulunur ve yüksek kan basıncına sahip değildirler. Omurgalılar gibi diğer canlıların aksine, böceklerin damar veya arterlerine bir sonda yerleştirdiğimizde kanları basınçla fışkırmaz. Bu sayede kanama meydana gelse bile böcek kendini düzeltip yürümeye, kaçmaya devam edebilir”.
Potentiostat ile yapılan ölçümlerde, yakıt hücresinin santimetrekarede 100 microwatt ile 0.2 volta ulaşabildiğini gören araştırmacılar, maksimum akım yoğunluğunun da santimetrekarede 450 mikroamper olduğunu kaydediyorlar.
Ekibin bir sonraki adımı, yakıt hücresinin böceğe implant edilebilecek boyutlara küçültülerek hangi malzemelerin böceğin içinde daha uzun süre dayanabileceğinin saptanması. Ayrıca sisteme çok az enerji tüketerek verileri iletebilecek bir cihaz ve düşük ağırlıklı şarj edilebilir pil takılması da gerekecek.
Araştırmacılar bu böceklerin aralıklı olarak kullanılabileceklerini bir örnekle açıklıyorlar: “Sensörlü bir böcek, örneğin, bir odadaki zehirli gaz oranını ölçmesi, bu veriyi yayınlaması, daha sonra sensörü kapatıp bir saat şarj olması, ardından yeni bir ölçüm yapması mümkün”.
Alıntıdır Kaynak: hARDWAREMANIA
