Ferngesteuerte Kakerlaken laufen mit „Taucheranzug“ unter Wasser

Kakerlaken und Schaben sind schnell und enorm widerstandsfähig. Das macht sie nicht nur zu äußerst nervigen Schädlingen, sondern auch zu vielversprechenden Cyborgs. Denn wenn man ihnen einen kleinen „Elektronik-Rucksack“ auf den Rücken und passende Drähte an die Antennen heftet, kann man sie zum Beispiel per Bluetooth lenken, als wären sie ein ferngesteuertes Spielzeug.

Das ist vor allem im Kontext von Rettungsaktionen, etwa nach einem Erdbeben, oder bei der Inspektion von Industrieanlagen hilfreich. Im Gegensatz zu echten Robotern brauchen Kakerlaken keine Batterien, sie fressen fast alles und können durch ihren eigenen Stoffwechsel alle nötige Energie generieren.

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Ein Forschungsteam aus Singapur treibt die Idee der ferngesteuerten Kakerlaken nun noch weiter: Die Ingenieurinnen und Ingenieure entwickelten einen „Taucheranzug“ mit Sauerstoffversorgung für die Madagaskar-Fauchschabe (Gromphadorhina portentosa). Dadurch können die Schaben bis zu 3 Stunden lang unter Wasser laufen.

Such- und Rettungsaktionen oder Weltraum

Wie die Doktorandin Zifu Fan und ihre Kolleginnen und Kollegen in der Fachzeitschrift Nature Communications erklären, soll der 3D-gedruckte Taucheranzug den Einsatzbereich von Cyborg-Kakerlaken erweitern: „Bei Such- und Rettungsaktionen oder der Inspektion von Infrastruktur umfasst das Gelände oft Pfützen, überflutete Bereiche oder teilweise unter Wasser stehende Gebiete“, weshalb es nötig sei, dass die Kakerlaken sich auch vorübergehend unter Wasser fortbewegen können, ohne dass ihr normaler Stoffwechsel eingeschränkt wird.

Theoretisch ist auch ein Einsatz in anderen Extremszenarien denkbar. „Das oberste Ziel ist es, diese Technologie ins Weltall zu bringen“, erklärt Hirotaka Sato, der ebenfalls an der Studie beteiligt war, gegenüber dem New Scientist. Cyborg-Insekten, die er ausgestattet hat, waren bereits bei großen Rettungsaktionen im Einsatz, etwa bei einem Erdbeben in Myanmar im März.

Sauerstoffversorgung

Kakerlaken haben keine Lunge, sondern nehmen Sauerstoff direkt über Öffnungen am Hinterleib und an der Brust auf. Im Gegensatz zu menschlichen Tauchern sind ihre Anzüge daher nicht mit einem Sauerstofftank mit Mundstück ausgestattet. 

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Stattdessen stecken die Insekten bis zur Brust in einer abgedichteten transparenten Harzhülle, von der vier Schläuche abgehen. Diese führen zu den Atemöffnungen am Hinterleib, die nicht von der Hülle umgeben sein dürfen, weil sonst die Bewegungsfreiheit der Insekten eingeschränkt wäre.

In einer geschlossenen Kammer im Taucheranzug befinden sich eine Wasserstoffperoxid-Lösung sowie ein Mangandioxid-Katalysator-Schwamm. In einer chemischen Reaktion entsteht so ganz ohne weiteren Energiebedarf Sauerstoff, der die Kakerlaken versorgt. 

Keine negativen Auswirkungen

Im Labor schickte das Forschungsteam Kakerlaken mit und ohne Taucheranzug durch einen 1,7 Meter langen Tunnel, der mit CO2 und Wasser gefüllt war. Tiere ohne Anzug waren binnen Sekunden desorientiert und erstickten kurz darauf. Jene mit Anzug konnten – gesteuert von den Forscherinnen und Forschern – den ganzen Tunnel erfolgreich durchqueren.

Die Forscherinnen untersuchten auch, wie sich der Anzug auf die Geschwindigkeit der Kakerlaken auswirkt. An Land erreichten sie demnach eine Geschwindigkeit von 87,6 mm/s, das heißt sie legen binnen einer Sekunde fast die doppelte Länge ihrer Körpergeschwindigkeit zurück. Unter Wasser sind sie mit 78,4 mm/s etwas langsamer, vor allem Drehungen nach links und rechts werden vom Wasserwiderstand verlangsamt. 

Nach den Tests mit den tauchenden Cyborg-Kakerlaken beobachteten die Forscherinnen und Forscher ihr Verhalten über 3 Tage hinweg. Dabei konnten sie keine negativen Effekte durch die Tauchgänge feststellen.

DIY-Kits für Cyborg-Kakerlaken

Ferngesteuerte Kakerlaken sind längst nicht mehr nur in Forschungslaboren zu finden. Die US-Firma Backyard Brains, die von zwei Neurowissenschaftlern gegründet wurde, verkauft seit mehr als 10 Jahren DIY-Kits für Cyborg-Kakerlaken. Das Projekt will ein besseres Verständnis vom Funktionieren des Nervensystems vermitteln.

Enthalten sind ein Bluetooth-„Rucksack“, eine Batterie und Elektrodensets. Das Kit kostet knapp 200 US-Dollar (ca. 175 Euro). Für 13 US-Dollar (knapp 12 Euro) kann man auch gleich 3 Kakerlaken dazu bestellen.