El avance científico liderado por la Universidad de Osaka en Japón y la Universidad Diponegoro en Indonesia ha dado lugar a la creación de cucarachas ciborgs, organismos híbridos que combinan la anatomía natural de estos insectos con dispositivos electrónicos. Este proyecto explora un enfoque innovador al integrar tecnología sobre la anatomía de la especie Gromphadorhina portentosa, conocida como la cucaracha de Madagascar. Esta especie fue seleccionada debido a su habilidad natural para maniobrar en espacios reducidos y superar obstáculos en ambientes complicados.

El sistema creado, denominado 'biohybrid behavior-based navigation' (BIOBBN), funciona con sensores y electrodos instalados estratégicamente en las antenas y el cuerpo de los insectos. Los sensores permiten detectar movimiento, humedad, temperatura y obstáculos en el camino. Estos componentes electrónicos no solo convierten a las cucarachas en organismos controlables, sino que también optimizan su capacidad de llegar a destinos específicos evitando obstáculos, tema crítico en labores como rescates durante desastres.
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Diseño de mochilas inalámbricas para la navegación autónoma de insectos cíborg en entornos complejos

Abreviaturas: IMU, unidad de medición inercial; ToF, tiempo de vuelo.

(A) Primera mochila inalámbrica equipada con tres sensores ToF y una IMU de 9 grados de libertad (DOF).
(B) Primera mochila montada en una cucaracha cíborg.
(C) Cucaracha cíborg con marcadores reflectantes de 4 mm para localización externa mediante un sistema de captura de movimiento.
(D) Segunda mochila inalámbrica con estimulación integrada, también equipada con tres sensores ToF y una IMU de 9 DOF.
(E) Segunda mochila montada en la cucaracha.
(F) Cucaracha cíborg con marcadores reflectantes de 4 mm adheridos a la segunda mochila.

La segunda mochila, con un peso de solo 2,9 g (incluida la batería), es significativamente más ligera y compacta que la primera, que pesa 5,66 g. Su menor tamaño y peso la hacen más adecuada para la navegación en entornos con obstáculos más densos y terrenos más difíciles.

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El diseño incluye dos algoritmos distintos para la navegación. En entornos simples, se utiliza una mochila electrónica más pesada, mientras que en escenarios más complejos requiere una mochila compacta y ligera. Durante las pruebas de campo, las cucarachas ciborgs atravesaron un curso que incluía superficies de arena, madera y rocas. Aunque se les otorgó cierto grado de control externo para ajustarlas a objetivos específicos, se dejó que ellas manejaran gran parte de su navegación gracias a su comportamiento natural, que incluye habilidades como escalar y seguir líneas estructurales.

Los resultados variaron dependiendo de la densidad del terreno. En los entornos más densos, el tiempo necesario para completar las pruebas aumentó debido a la existencia de mayores obstáculos, pero las cucarachas lograron superar estos desafíos de manera eficiente gracias a su programación basada en alcance y evasión.

Entre las principales aplicaciones sugeridas, los investigadores subrayan su uso en operaciones de búsqueda y rescate. Las cucarachas ciborgs serían idóneas para inspeccionar escombros peligrosos en áreas afectadas por desastres naturales o conflictos, donde otros dispositivos tecnológicos pueden quedar inoperativos. Además, se considera su implementación en labores de vigilancia en zonas difíciles de alcanzar.

El equipo destaca que una ventaja clave de estos organismos híbridos es su mayor eficiencia en comparación con los robots convencionales. Mientras que los robots mecánicos enfrentan dificultades para recuperar movilidad tras caídas, los insectos ciborgs resuelven estos problemas aprovechando su estructura orgánica.

Este proyecto, publicado en la revista Soft Robotics, aporta un enfoque más accesible para el desarrollo de dispositivos robóticos miniaturizados, al reducir la necesidad de fabricar robots desde cero y, en cambio, integrando tecnología en organismos vivos. La investigación recalca que las cucarachas ciborgs tienen el potencial de transformar sectores clave como el rescate, la vigilancia y la exploración de entornos extremos.

La cucaracha de Madagascar (Gromphadorhina portentosa) es famosa por su habilidad para "silbar", un sonido distintivo que producen al expulsar aire de manera rápida a través de poros en su cuerpo. Esta característica la hace única entre su especie.