理研、早大、シンガポール南洋理工大学、光エネルギーで再充電可能なサイボーグ昆虫を開発
2022/09/06 10:25
理化学研究所と早稲田大学、シンガポール南洋理工大学の国際共同研究グループは、光エネルギーで再充電可能な電源ユニットを含む電子部品を搭載したサイボーグ昆虫を開発した。
昆虫の活動を妨げないよう、厚さ4μmの柔軟な超薄型有機太陽電池を、接着剤領域と非接着剤領域を交互に配置する「飛び石構造」で昆虫(体長約6cmのマダガスカルゴキブリ)の腹部背側に貼り付けた。飛び石構造を利用することで、フィルムに変形自由度が残り、腹部の屈曲時にフィルムを外側に曲げることができるという。
飛び石構造の有効性を障害物踏破試験と起き上がり試験により定量的に評価したところ、厚さ5μm以下のフィルムであれば昆虫の基本的な動作が損なわれないことを実証した。サイボーグ昆虫に実装した有機太陽電池モジュールは17.2mWの出力を達成し、リチウムポリマー電池を充電、無線移動制御モジュールを操作することができた。飛び石構造で超薄型の電子素子を取り付ける戦略は、マダガスカルゴキブリ以外の他の昆虫種にも適用可能だとする。
昆虫の寿命が続く限り、電池切れを心配することなく、サイボーグ昆虫の長時間かつ長距離の活動を可能にすることから、その用途の拡大に貢献すると期待できるという。特に都市型捜索救助、環境モニタリング、危険地域の検査などの用途に、行動制御モジュールを備えたサイボーグ昆虫が提案されている。