Cơ quan này đã thực hiện thành công thí nghiệm cấy thiết bị dò tín hiệu não vào côn trùng như gián và bướm khi chúng ở dạng ấu trùng. Các thiết bị này sau đó sẽ kết hợp một cách tự nhiên với cơ thể côn trùng khi chúng lớn lên và gửi thông tin phản hồi về máy tính trung tâm.
Trong tương lai không xa, các chuyên gia sẽ tiếp tục cấy vào côn trùng những thiết bị như điện cực, pin hay camera để điều khiển chúng từ xa, biến chúng thành những điệp viên đặc biệt. Họ nuôi hy vọng sẽ phát triển những điệp viên siêu nhỏ nhằm triển khai cho các sứ mệnh do thám trên chiến trường hoặc xâm nhập lãnh thổ của đối phương.
Những điệp viên siêu nhỏ
Cơ quan Phát triển dự án quốc phòng tiên tiến Mỹ xác nhận, côn trùng là sinh vật lý tưởng để đào tạo trở thành những nhà tình báo xuất sắc. DARPA đang có dự định tạo ra một loại côn trùng máy biết bay trong khoảng bán kính 90m so với mục tiêu, và có thể bay trở lại vị trí xuất phát ban đầu.
Cụ thể, theo tài liệu mật, DARPA đang bền bỉ theo đuổi dự án HI-MEMS nhằm nghiên cứu biến những loại côn trùng như sâu bướm đêm hay bọ cánh cứng thành những cỗ máy do thám điều khiển từ xa.
Các chuyên gia cấy thiết bị điều khiển vào sâu bướm (các điện cực được đặt vào não của côn trùng khi còn ở dạng nhộng). Sau đó, điện cực này sẽ bị đồng hóa và tích hợp vào cấu trúc sinh vật của côn trùng trong quá trình côn trùng lớn lên. Các thiết bị điều khiển được lắp đặt kèm theo bộ phận phát điện có khả năng chuyển hóa động năng để biến chuyển động bay của côn trùng thành năng lượng. Phương cách này giúp những con sâu bọ đã được "phù phép" có khả năng hoạt động lâu hơn bình thường.
Một số ý tưởng robot máy khác mô phỏng côn trùng.
Dường như khoa học viễn tưởng đã truyền cảm hứng cho giới khoa học khi họ dần hiện thực hóa ý tưởng "đào tạo" ruồi hay ong trở thành những điệp viên siêu hạng.
Trước đây, mục tiêu của nghiên cứu là huấn luyện chó, chuột hay cá mập - những loài động vật to lớn. Sinh vật đã từng được huấn luyện sử dụng khứu giác để phát hiện chất nổ, ma túy hoặc một số chất liệu bị cấm. Chuột là một loài sinh vật được ưa chuộng cho những thí nghiệm huấn luyện như vậy. Cách thông thường là cấy những điện cực vào não chuột và truyền hình ảnh từ vị trí của nó về trung tâm bằng những camera nhỏ xíu gắn trên lưng chuột.
Tuy nhiên, chuột không phải là sinh vật lý tưởng cho công tác tình báo vì lý do... ngoại cỡ. Vì thế, DARPA chuyển hướng thí nghiệm sang côn trùng. Mục tiêu đặt ra chính là sự che giấu các chip cấy ghép để không bị phát hiện.
Nhóm phát triển dự án còn nghiên cứu cấy những thiết bị theo dõi tinh vi như máy quay hay thiết bị ghi âm vào cơ thể côn trùng. Do được cấy vào ngay từ giai đoạn đầu nên cơ thể con nhộng và sau này là bướm cũng thích ứng tốt, không đào thải vật thể lạ trong suốt quá trình trưởng thành.
Côn trùng đã cấy ghép, sau khi phát triển hoàn chỉnh, sẽ được tung ra những chiến trường ác liệt nhất để thu thập thông tin. Nhờ kích thước nhỏ, khả năng xâm nhập linh hoạt, dễ dàng tránh né hỏa lực cộng thêm khó phát hiện nên điệp viên côn trùng được kỳ vọng sẽ đạt hiệu quả cao hơn nhiều các loại máy bay không người lái do thám hiện nay, khó phân biệt được bằng mắt thường cũng như radar.
Ngoài ra, nếu điệp viên côn trùng bị thất lạc thì cũng không gây hậu quả nghiêm trọng do chi phí sản xuất rẻ hơn nhiều so với chế tạo trực thăng hoặc máy bay do thám.
Bên cạnh việc cấy ghép thiết bị, giới khoa học cũng toan tính phát triển những loại robot nhỏ bé, mô phỏng các loại côn trùng dùng cho mục đích hoạt động do thám và gián điệp.
Bọ cánh cứng gián điệp của DARPA.
DARPA đã nghiên cứu thành công loại thiết bị bay mô phỏng theo loài ruồi, có thể thực hiện được nhiệm vụ trinh sát gián điệp và hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm. Thiết bị này có hình dạng một đôi cánh robot chỉ dài 3mm, có thể bay lên được. Những chiếc cánh của côn trùng máy này được chế tạo từ chất liệu PZT, khi bị áp lực nó sẽ sinh ra nguồn điện tạo ra lực kéo. Sau khi có dòng điện chạy qua, chiếc cánh sẽ bị uốn cong và vỗ cánh bay lên.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn sử dụng chất liệu PZT để chế tạo ra chân của robot có ngoại hình giống côn trùng nhiều chân. Một khi có điện áp, chân của thiết bị này có thể bò giống như một con cuốn chiếu.
Một sản phẩm nổi bật khác là robot có thiết kế và cách bay giống loài chim ruồi. Robot nặng 19gr, sải cánh 16cm và có tốc độ tối đa là 18km/giờ. Con người có thể điều khiển robot từ xa và nhận tín hiệu hình ảnh thu trực tiếp từ máy quay đặt trên robot.
Ngoài ra, một loại robot côn trùng đáng chú ý khác là "con bọ" Delfly chỉ dài tầm 10cm và có trọng lượng khoảng 3gr. Các nhà thiết kế đang nỗ lực phát triển các phiên bản nâng cấp với khả năng bay kéo dài 20 phút, có tầm hoạt động hơn 1.000m nhằm do thám tại những vùng không phận được canh gác cẩn mật.
Vấn đề năng lượng
Các nghiên cứu đầu tư và phát triển một dạng côn trùng máy để sử dụng cho mục đích siêu gián điệp đã được tiến hành trong một thời gian dài, nhưng đều gặp phải khó khăn chung là vấn đề duy trì năng lượng trong khi hoạt động.
Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu bổ trợ đang tập trung vào việc sử dụng pin, năng lượng mặt trời hoặc máy phát điện loại nhỏ để biến đổi những chuyển động của côn trùng thành năng lượng cung cấp cho các thiết bị điện tử được gắn liền với chúng.
Các nhà khoa học sẽ nỗ lực nghiên cứu để có thể thu nhỏ hơn nữa các tế bào nhiên liệu, giúp cho việc cấy ghép vào côn trùng được dễ dàng mà vẫn đảm bảo hoạt động bình thường.
Vừa qua, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Case Western Reserve (Mỹ) đã chế tạo ra một thiết bị cung cấp năng lượng dựa trên quá trình phân giải thức ăn của côn trùng.
Với lý do cho rằng việc sử dụng những con côn trùng thực sự sẽ dễ dàng và ít tốn kém hơn rất nhiều so với việc phải đầu tư nghiên cứu lại từ đầu nhằm tạo ra một thiết bị có khả năng hoạt động như những con côn trùng, nhóm nghiên cứu đã cùng với nhau phát triển một tế bào nhiên liệu sinh học cấy ghép có khả năng cung cấp năng lượng thông qua rất nhiều cảm biến khác nhau cho các thiết bị điện tử được cấy ghép vào một con côn trùng.
Để chuyển đổi những năng lượng hóa học trên những con côn trùng thành năng lượng điện, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai enzyme theo dạng chuỗi để cấu thành nên cực dương. Enzyme thứ nhất sẽ phá vỡ các liên kết đường trehalose, loại đường mà côn trùng tạo ra từ thức ăn thành hai phân tử đường đơn.
Trong khi đó thì enzyme thứ hai sẽ có nhiệm vụ oxy hóa các phân tử đường đơn và giải phóng ra các electron. Các phân tử điện này sẽ chuyển dịch ra khỏi cực dương, diễn ra song song với quá trình này sẽ là quá trình tạo từ không khí hoặc nước.
Mỹ sử dụng chất liệu lead zirconate titanate (PZT) để chế tạo ra cánh của côn trùng máy, không cần đến động cơ vẫn hoạt động được.
Sau các thử nghiệm với giải pháp tách đường trehalose, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên côn trùng. Họ đã cấy ghép một trong những điện cực nguyên mẫu vào bên trong một xoang máu thuộc một cơ quan quan trọng của các con gián cái.
Các nhà nghiên cứu cho biết những con gián này phục hồi và thích nghi rất nhanh. Họ giải thích rằng, các loài côn trùng đều có một hệ thống tuần hoàn mở, vì thế áp suất trong máu của chúng không cao.
Do đó mà chúng không giống như những loài động vật có xương sống vì khi đưa một thiết bị điện tử vào một tĩnh mạch hoặc một động mạch (có áp suất máu rất cao) của động vật có xương sống thì sẽ gây nguy hiểm cho mạch máu. Nhưng điều này lại không ảnh hưởng nhiều đến những con côn trùng.
Công suất tối đa mà các tế bào nhiên liệu có thể đạt được từ 100 đến 450 microwatts cho một cm2 với dòng điện 0,2V. Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ nỗ lực nghiên cứu để có thể thu nhỏ hơn nữa các tế bào nhiên liệu này, giúp cho việc cấy ghép vào các con côn trùng được dễ dàng mà vẫn đảm bảo hoạt động bình thường.
Họ cũng đang làm việc với các nhà nghiên cứu khác nhằm tạo ra một loại máy phát tín hiệu sử dụng ít năng lượng và một loại pin siêu nhỏ có thể sạc lại để cấy ghép vào hệ thống này. Đây được coi như những nghiên cứu quan trọng phục vụ cho mục đích thăm dò những môi trường nguy hiểm, và sẽ phát triển thành công nghệ điệp viên trong tương lai không xa...
