Cyber-Schabe: Forscher steuern Insekt fern

Dank Forschern an der North Carolina (NC) State University werden Cyber-Schaben Realität. Die Ingenieure haben ein System entwickelt, dank dem sie mit speziellen elektronischen Interfaces ausgestattete Madagaskar-Fauchschaben fernsteuern können. Das Team will so die Robustheit und Wendigkeit der Schaben ausnutzen. "Wir denken, dass uns das letztendlich ermöglichen wird, ein mobiles Netz intelligenter Sensoren zu schaffen, das Schaben zum Sammeln und Übertragen von Informationen nutzt", sagt Alper Bozkurt, Assistenzprofessor für Elektrotechnik an der NC State. Das könnte nützlich sein, um nach Naturkatastrophen Überlebende zu orten.

Bio statt Robo

Als konkretes Anwendungsszenario verweisen die Forscher auf die Suche nach Verschütteten in von einem Erdbeben zerstörten Gebäuden. "Kleine Roboter zu bauen, die unter solch unsicheren, dynamischen Bedingungen operieren können, ist extrem schwer", erklärt Bozkurt. Der Aufwand für eine geeignete Konstruktion ist dementsprechend groß. Daher ist die Idee, stattdessen Schaben als Biobots zu nutzen: Die Insekten sind von Natur aus gewöhnt, sich auch auf schwierigem Terrain zu bewegen. Freilich würden Schaben, die man nur mit Sensoren ausstattet, einfach irgendwo hin laufen und wären wenig nützlich.

Um die Insekten gezielt steuern zu können, hat das NC-State-Team ein Chipsystem aus kommerziell verfügbaren Komponenten entwickelt, das den Tieren aufgesetzt wird. Es umfasst Sender und Empfänger sowie einen Mikrocontroller, der mit den Antennen und Cerci der Tiere verdrahtet ist. Letzteres sind Sinnesorgane, mit denen Schaben normalerweise Luftbewegungen wahrnehmen, die auf nahende Raubtiere hindeuten, was eine Fluchtbewegung veranlasst. Die Antennen wiederum erlauben eigentlich Hindernisse wahrzunehmen - doch dank Verkabelung können die Forscher die Wahrnehmung und damit Bewegung der Insekten beeinflussen.

Präzise Steuerung

Eine geeignete Stimulation der Cerci führt dazu, dass eine Schabe sich auf der Flucht vor einem vermeintlichen Angreifer hinter ihr vorwärts bewegt. Durch die Antennen in das Nervengewebe des Tiers geleitete Ströme wiederum gaukeln ihm ein physisches Hindernis vor, das es umgehen muss - die Schabe wird so ähnlich wie ein Pferd mit Zügeln geführt. Um zu zeigen, wie genau sie Schaben mit diesem Ansatz fernsteuern können, haben die Forscher Versuchstiere vorgegebene Linien ablaufen lassen. Wie präzise das gelungen ist, zeigt nun ein Video zu den Experimenten.