Tauchanzüge für Kakerlaken entwickeln und dann behaupten, das sei dazu da, die Menschheit zu retten?

Würden Sie es akzeptieren, wenn eine Gruppe von Kakerlaken Sie in einer kritischen Situation retten müsste?

Viele Menschen würden wahrscheinlich lieber aufgeben, aber jetzt gibt es plötzlich eine Gruppe von Wissenschaftlern, die erklären, dass sie bereits versuchen, „Kyborg-Großkakerlaken“ in die Rettungsarbeit nach Katastrophen einzubeziehen. Um sie zudem an verschiedene Umgebungen anzupassen, haben Wissenschaftler kürzlich sogar einen Taucheranzug für sie entwickelt.

Netznutzer sind nach dem Lesen völlig verblüfft: Kakerlaken haben ohnehin eine extrem hohe Überlebensfähigkeit und dringen überall ein, jetzt können sie auch frei unter Wasser agieren – was unterscheidet das davon, wenn man Mücken an den Winter anpasst?

01: Der Taucheranzug für Kyborg-Kakerlaken

Hinter dieser Technologie steht ein Team der Nanyang Technological University in Singapur, das seit mehr als zehn Jahren an „Kyborg-Insekten“ forscht. Die Tauchausrüstung, die sie gemeinsam mit der Waseda University in Japan entwickelt haben, ermöglicht es der 6 cm langen Madagaskar-Fauchschabe, bis zu 3 Stunden unter Wasser zu überleben und sich zu bewegen.

Das ist fast so, als hätte sie ein externes Hilfssystem angelegt: Ohne diese Ausrüstung würde die Kakerlake nur wenige Minuten unter Wasser aushalten, bevor sie erstickt.

Die landlebende Kakerlake wurde lebendig zu einem amphibischen kybernetischen Lebewesen umgewandelt – ich habe ja immer gesagt, SpongeBob ist eine „Dokumentation“.

Einfach ausgedrückt: Die sogenannte „Kyborg-Kakerlake“ ist eine Kakerlake, die mit einem elektronischen Controller in Form eines Rucksacks ausgestattet wird. Durch leichte elektrische Reize kann man ihre Bewegung fernsteuern. Sie soll die Rettungsmethoden nach Katastrophen ergänzen und kann ferngesteuert in sehr engen Bereichen an Rettungsarbeiten teilnehmen.

Eigentlich laufen „ferngesteuerte Kakerlaken“ schon seit vielen Jahren herum, aber das Problem war, dass die früheren Umbauten nur für den Boden geeignet waren und nicht unter Wasser eingesetzt werden konnten. Die tatsächlichen Katastrophenszenarien sind jedoch oft komplexer und weisen große überflutete Bereiche auf. Um diesen Mangel zu beheben, hat das Forschungsteam diese Tauchausrüstung entwickelt.

Wie sieht dieser Taucheranzug eigentlich aus? Es ist doch nicht so, dass sie einen Sauerstoffflaschen unter Wasser tragen, oder?

Die Kernkomponenten des gesamten Taucheranzugs sind drei Teile: ein wasserdichtes Gehäuse, ein Sauerstofferzeuger und vier Schläuche für die Sauerstoffzufuhr. Das Gehäuse wird per 3D-Druck hergestellt, ist sehr leicht und kann den Bauch der Kakerlake wie ein Regenmantel abdichten – es ist wasserdicht und schränkt die Bewegung nicht ein.

Zusätzlich muss die Kakerlake einen ferngesteuerten Rucksack tragen, der die Steuerungsinformationen empfängt. Das Gesamtgewicht liegt zwischen 5 und 7 g. Die maximale Tragfähigkeit der Madagaskar-Fauchschabe beträgt 15 g, also ist es kein Problem für sie, diese Ausrüstung unter Wasser zu tragen.

Man kann sagen, die Kakerlake sieht so aus, als hätte sie einen regendichten Schlafsack angezogen.

Wie funktioniert diese Ausrüstung dann? Ferngesteuerte Kakerlaken sind keine neue Technik, üblicherweise werden sie durch elektrische Reize gesteuert.

Normalerweise werden in der Vorbereitungsphase Elektroden an einigen Stellen der Kakerlake implantiert. Bei der Steuerung sendet man Befehle an den „ferngesteuerten Rucksack“ auf ihrem Körper. Das heißt, wenn sie abweicht, bekommt sie einen leichten Stromstoß: Wenn man zum Beispiel ihre Antennen reizt, glaubt sie, auf ein Hindernis zu stoßen, und ändert ihre Richtung. Reizt man ihre Cerci, löst das eine Fluchtreaktion aus, und sie läuft vorwärts.

Die Kakerlake, die ständig gestoßen wird: Ich glaube, ich bin von einem Geist verfolgt worden.

Nachdem man die Kakerlake steuern kann, kann man sich auf das Atmen unter Wasser vorbereiten.

Der Sauerstofferzeuger befindet sich am Ende des Gehäuses, darin liegt ein mit Mangandioxid beschichteter Schwamm. Vor dem Einsatz unter Wasser injizieren die Forscher eine bestimmte Menge Wasserstoffperoxid in den Sauerstofferzeuger, das dann mit dem Mangandioxidpulver im Schwamm reagiert und kontinuierlich Sauerstoff liefert.

Kakerlaken atmen durch Stigmen an der Seite ihres Körpers. Nachdem der Sauerstofferzeuger in Betrieb ist, transportieren vier Sauerstoffschläuche den Sauerstoff zu den beiden Paaren von Stigmen – das ist ähnlich wie bei Menschen, die einen Taucheranzug und eine Sauerstoffmaske tragen.

Sie haben entsprechend den strukturellen Merkmalen der verschiedenen Stigmen der Kakerlake passende Lösungen für die Sauerstoffzufuhr entwickelt. Bei geschlossenen Stigmen führen kleine Schläuche direkt zu der Stelle, bei offenen Stigmen wurde eine Maske entworfen, die sie umschließen kann.

Für die Wasserdichtigkeit hat das Experimentteam verschiedene Tests durchgeführt. Zum Beispiel wurde die Ausrüstung 30 Minuten lang in Wasser getaucht und hin und her gebogen, ohne dass Wasser eindrang. Auch die Fallfestigkeit wurde getestet: Wenn sie aus 1 Meter Höhe ins Wasser geworfen wurde, wurde der Taucheranzug nicht beschädigt.

Nachdem die Kakerlake die Ausrüstung angelegt hat, kann sie in einer Tiefe von 50 cm unter Wasser agieren. Für Menschen ist diese Tiefe vielleicht gering, aber im Vergleich zu ihrer Körpergröße ist das tatsächlich eine Art „Tiefsee“-Expedition.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kakerlake mit Ausrüstung ist nicht langsam: Sie wird nur geringfügig im Vergleich zum Landbetrieb beeinträchtigt und ist sogar schneller als einige amphibische Roboter im Zentimeterbereich.

Aber nach 3 Stunden lässt die Ausdauer nach – nicht weil der Sauerstoff fehlt, sondern weil die Kakerlake müde ist.

Außerdem wird die Kakerlake nach längerer elektrischer Reizung etwas unempfindlich, das heißt die Steuerungsempfindlichkeit sinkt – das ist ein klassischer Nachteil von Kyborg-Insekten.

Das Forschungsteam stellt sich vor, diese Kyborg-Kakerlaken als „Rettungsplattform“ zu nutzen. Sie haben eine gute Tragfähigkeit, also gibt es noch Platz für weitere Ausrüstungen wie Kameras, Gasdetektoren oder Hilfsortungsgeräte, die je nach Bedarf der Umgebung ausgetauscht werden können.

Im täglichen Einsatz können sie auch für Rohrinspektionen zuständig sein – das halte ich für eine sehr sinnvolle Richtung, da Kakerlaken ohnehin normalerweise in solchen Bereichen herumlaufen.

Das Forschungsteam hat auch Experimente in simulierten Umgebungen durchgeführt, zum Beispiel hat es die Kakerlaken „giftige“ Rohre erkunden lassen. Da sie mit Sauerstofferzeugungsausrüstung ausgestattet sind, sollte es kein Problem sein, in giftigen Bereichen zu agieren. Sie haben Kohlendioxid in das Rohr eingeleitet: Normale Kaker