Terremotos, tornados, ataques aéreos: en todo el mundo, innumerables vidas se pierden no solo por los impactos directos de los desastres, sino los que están atrapados en los restos resultantes.
Los esfuerzos de búsqueda y rescate, tanto profesionales como aficionados, son peligrosos en sí mismos, ya que cavar a través de los escombros crea riesgo de colapso secundario y exposición a materiales peligrosos. Mientras tanto, el tiempo es corto, y cuanto más grande es el área afectada, más difícil será buscar de manera eficiente y efectiva. Los perros pueden olfatear a las personas, pero estos perros especializados a menudo son raros en comparación con la vasta huella de los restos.
Un equipo de científicos fuera de Singapur y Japón cree que tienen una herramienta bastante poco convencional para ofrecer esfuerzos de búsqueda y rescate: enjambres de cucarachas cyborg. La investigación se publica en Comunicaciones de la naturaleza.
Desarrollo de insectos cyborg
Durante las últimas dos décadas, los investigadores han estado desarrollando tecnología que les permite controlar de forma remota a los insectos vivos a través de implantes a sus sistemas nerviosos. El trabajo temprano desarrolló escarabajos voladores controlados a distancia (Mecynorrhina torquata), y se expandió rápidamente para incluir cucarachas siseantes de Madagascar (Gromphadorhina portentosa).
“Me he comunicado con los equipos de rescate y descubrí que necesitan urgentemente vehículos del tamaño de un insecto capaces de atravesar pequeñas aperturas en escombros para localizar a los humanos atrapados en desastres”, dice Hirotaka Sato, profesora de la Universidad Tecnológica Nanyang, que ha liderado este trabajo durante mucho tiempo.
A principios de 2025, el equipo de Sato anunció un nuevo avance que acerca a la tecnología un paso más cerca del lanzamiento: un nuevo algoritmo que puede usarse para desplegar un enjambre de insectos para navegar a través de un terreno desconocido e identificar las ubicaciones de los humanos.
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Insectos controlados a distancia
¿Cómo se hace una cucaracha cyborg? Aparentemente, el proceso solo toma de 15 a 20 minutos, dicen los investigadores. Mientras que el insecto se anestesia con CO2, se inserta un cable plateado ultra delgado en cada cerci de los apéndices sensoriales de la marea (imagina el extremo de la cola de un giro o grillo), así como en cada antena y un pequeño agujero cortado en su segundo abdominal segmento. Estos electrodos se conectan a una mochila pequeña, 1.5 cm en un lado, fijado en su parte posterior.
Enviar una corriente eléctrica a través del abdomen y una antena señala que la cucaracha gira en la dirección opuesta. Una señal similar enviada a través de la CERCI lo señala para acelerar. Se necesita menos de un segundo de estímulo para provocar la respuesta.
Estos cyborgs vivos tienen una serie de ventajas sobre pequeños robots. Son más eficientes energéticamente, alimentados por su propio metabolismo en lugar de la batería que necesitaría para ejecutar una máquina. Las cucarachas son famosas, y esta especie puede Sobrevivir al menos una semanasi no más, sin comida ni agua (no se preocupe: estos cyborgs están bien alimentados con una dieta de zanahorias y manzanas). Y cuando se trata de navegar por terreno difícil, una cucaracha no necesita ser programada para moverse, debajo y alrededor de los obstáculos en su camino.
“A pesar de las décadas de avances en robótica, los vehículos en miniatura permanecen poco prácticos debido al alto consumo de energía para la locomoción y la fragilidad estructural”, explica Sato. “Para abordar este desafío, desarrollamos el concepto de usar insectos vivos como plataforma: los insectos cyborg”.
Cyborg Search and-Rescue
Enviar cucarachas individuales a escombros como los autos RC podría ser útil para un equipo de búsqueda y rescate, pero el impacto potencial de los Cyborgs se multiplica cuando se puede implementar un enjambre más grande para cubrir más terreno.
Para desarrollar las capacidades de enjambre de los Cyborgs, el equipo de Sato trabajó con Naoki Wakamiya en la Universidad de Osaka y Masaki Ogura en la Universidad de Hiroshima, ambos principales expertos en algoritmos de control de control, como parte del Programa Nacional de Investigación de Japón, Lunar.
El concepto de utilizar el comportamiento de los insectos sociales para inspirar algoritmos se remonta a más de 30 años, inicialmente aplicado a los agentes de software en lugar de los robots físicos.
“En general, no se puede decir que los insectos estén ‘programados’, pero el resultado de la evolución es que son buenos para hacer cosas que maximizan la probabilidad de su reproducción”, dice Marco Dorgio, director de investigación de Belga Fonds de la Revherche Scientifique y Co-Director del Laboratorio de Investigación de Inteligencia Artificial (Iridia) en la Université Libre de Bruxelles, y no participó en este estudio.
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Controlando el enjambre
En su nuevo sistema, los investigadores designan a un cyborg en el enjambre como líder y el resto como seguidores. Esto proporciona una dirección general para el grupo al tiempo que permite a las personas elegir sus propios caminos a través del terreno desigual. Cada cyborg puede detectar la ubicación de sus vecinos más cercanos y el líder, mientras que solo el líder conoce la ubicación del destino del grupo.
Los beneficios de este enjambre son mayores que la suma de sus partes. Debido a que los insectos tienen movimiento libre cuando están en el grupo, naturalmente evitan los obstáculos que han hecho que otros disminuyan la velocidad, y no se acumularán el uno al otro. Incluso pueden ayudarse mutuamente a despegarse o voltear a un camarada volcado de la derecha: los insectos instintivamente se agarrarán a un transeúnte para corregir.
Este sistema también reduce la necesidad de guiar las cucarachas en un 50 por ciento, informan los investigadores. El tiempo que pasa en movimiento libre mientras está dentro del enjambre es significativo, reduciendo la potencia de la batería necesaria en las mochilas de control y reduciendo la probabilidad de habituación a las señales.
Los investigadores continúan su trabajo para refinar sus algoritmos de enjambre y sistemas de control. Esperan que sus equipos de rescate de cucarachas pronto se abran paso desde el laboratorio en zonas de desastre, ayudando a los respondedores de emergencia a ubicar a los sobrevivientes en los escombros más rápido y más eficiente que nunca.
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