Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии

Насекомые, оснащенные мискоскопическими датчиками, могли бы вести разведку в тех местах, в которые человек не способен попасть. Например, в здания, отравленные вредными химическими веществами, щели бетонных плит рухнувших зданий, чтобы искать людей под обломками после землетрясений. И, по информации Journal of the American Chemical Society,первый шаг к созданию таких гибридов уже сделан. Эти миниатюрные устройства, имплантируемые таракану, используют его энергию — углевод, получаемый организмом тараканов при переработке питательных веществ и поступающий в его кровь. Так сказать, радиостанция на крови.

Но ползающие насекомые [99]— не предел. Ведутся работы по изучению и контролю движения летающих насекомых различных видов. Вместо того чтобы конструировать микросамолет, длина которого не превышала бы несколько сантиметров, можно воспользоваться преимуществами, которые приобрели насекомые за сотни миллионов лет эволюции.

Именно так поступили исследователи аэродинамической лаборатории в университете Хайфы (Израиль). Конечной целью их работы является превращение мух, кузнечиков и стрекоз в биороботов, способных к выполнению боевых задач [100]. Глава проекта, профессор Даниэль Вайхс, недавно работавший генеральным директором израильского министерства науки и технологий, объясняет это так. Сенсоры, вживленные в разные части тела насекомого, передавали электрические сигналы, получаемые во время полета в аэродинамической трубе. Это позволило выявить и расшифровать все импульсы, связанные с полетом. После этого ученые «перевели» движения насекомого во время полета на язык кода, состоящего из электронных сигналов. Пользуясь этим кодом, можно посылать сигналы мускулам насекомого и принуждать его к движению в желаемом направлении.

Такие исследования — результат совпадения интересов военных и ученых. Военные хотят командовать армией киборгов-насекомых для слежки за вражескими шпионами. А биологи мечтают влезть в нервную систему насекомых, чтобы понять, как же они летают.

Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) ведет работы по программе создания насекомо-машинного интерфейса уже много лет. Для этого, в частности, необходим уникальный нейрозонд, подключаемый к нервной системе насекомого, что и обеспечивают нанотехнологии. Сопротивления электродов и нервной ткани насекомых, как и другие электрохимические характеристики, должны совпадать. Новый зонд, разработанный исследовательской группой из Массачусетского технологического института, изготовлен из полимидного полимера, заключенного в «рубашку» из золотых и углеродных нанотрубок, полное сопротивление которых значительно ближе к показателям нервной ткани [101].

Общий вес устройства, включающего зонд, беспроводной стимулятор со встроенными радиоприемником, аккумулятором и микрогенератором электрических импульсов, — менее полуграмма и вполне по силам крупной бабочке. В экспериментах использовали табачного бражника (Manduca sexta)с размахом крыльев около 10 см. Эксперименты показали, что при подаче определенного импульса бабочка летит вправо, противоположного — влево.

Это замечательный биологический эксперимент. DARPA, разумеется, видит все это под другим углом; цель агентства — создание управляемых насекомых, несущих микрокамеру и звукопередающее устройство, другими словами, насекомых-шпионов.

Нанотехнологии позволяют не только использовать возможности организма насекомого, но и полностью имитировать их, создавая их механические подобия.

И первые здесь — дроны с машущим крылом, мимикрирующие под мелких птиц. Военные нуждаются в беспилотных летательных аппаратах, которые будут не просто похожи на птиц, но и летать так же тихо и маневренно, как настоящие. Такие механизмы называют орнитоптерами.

Одно из главных препятствий для орнитоптеров — высокая жесткость крыла при его малой массе — для микроаппаратов с применением наноматериалов сегодня уже не проблема.

Самая маленькая птичка, которую пытаются сымитировать в первую очередь, — колибри [102]. Дрон, разрабатываемый компанией Aerovironment,носит наименование Hummingbird,что и означает «Колибри». Колибри взята за прообраз не просто так: при пикировании птичка пролетает за секунду до 400 длин своего корпуса (среди боевых самолетов ничего такого пока нет), способна летать назад без разворота и имеет самую большую скорость воздушного торможения — как в природе, так и среди искусственных летунов. Размах крыльев и масса Hummingbird— 16,5 сантиметров и 19 грамм. Сюда входит вес всех полетных систем и опционального почти невесомого обтекателя в форме тела колибри, призванного придать аппарату сходство с птичкой.