In einer neuen Studie, die am Montag in der Zeitschrift NPJ Flexible Electronics veröffentlicht wurde, stellen die Forschenden ein System vor, mit dem sich die Beine von Kakerlaken – derzeit noch sehr eingeschränkt – fernsteuern lassen.

Dazu befestigen die Wissenschaftler eine Art Rucksack und schließen Drähte an zwei sensorische Nerven am rechten und linken Ende des Hinterleibs der Insekten an. Aus früheren Studien wussten die Forschenden, dass elektrische Impulse auf beiden Seiten die Kakerlake dazu anregen können, sich in die entsprechende Richtung zu bewegen. So können die Insekten nach rechts oder links bewegt werden.

Das aktuelle Problem bestand nun darin, dass die Fernsteuerung nur mit verfügbarer Energie funktionieren kann. Die Forschenden wollten aber nicht auf eine Batterie zurückgreifen, weil die zu einem Zeitpunkt X leer sein kann, was das betreffende Insekt der Kontrolle entzieht.

Wichtig war also, ein System zu konzipieren, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit dauerhaft mit Strom versorgt bleibt. Naheliegenderweise verwendete das Team also eine Solarzelle mit einem Akku.

Den Akku befestigten sie dann zusammen mit der Stimulationssteuerung am oberen und kürzeren Teil des Insektenkörpers. Für die Solarzelle benötigten sie mehr Platz.

Deshalb mussten Wege gefunden werden, das Solarzellenmodul am segmentierten unteren Teil des Kakerlakenkörpers so zum Halten zu bringen, dass es das Insekt nicht zu stark in seiner Bewegungsfähigkeit einschränkt.

Über eine Reihe von Experimenten fanden die Forschenden letztlich heraus, dass eine elektronische Folie, die etwa 17-mal dünner als ein menschliches Haar ist, sich am besten für den Einsatzzweck eignet.

Das Folienmodul haftete am Hinterleib, ohne den Freiheitsgrad der Kakerlaken zu stark einzuschränken. Zudem hielt es etwa einen Monat an Ort und Stelle, womit es frühere Systeme weit übertraf.

Heraus kam eine Art Kakerlakenrucksack, der mit dem Nervensystem der Tiere verkabelt ist, über eine 50-mal höhere Leistung als bisherige Geräte verfügt und mit einer ultradünnen und flexiblen Solarzelle ausgestattet ist, die die Kakerlaken nicht in ihrer Bewegung behindert.

Von außen können Forschende nun per Knopfdruck leichte elektrische Schocks an den Rucksack senden. Diese Impulse bringen das Insekt dazu, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen. Zu mehr ist das System derzeit noch nicht in der Lage.

Da sich die Forschenden vorstellen, dass die Kakerlaken in Zukunft bei Such- und Rettungseinsätzen oder zur Umweltüberwachung eingesetzt werden könnten, wird schnell klar: Das reicht so nicht.

„Das derzeitige System verfügt nur über ein drahtloses Steuerungssystem für die Fortbewegung und reicht daher nicht aus, um eine Anwendung wie die Stadtrettung vorzubereiten“, so Studienleiter Kenjiro Fukuda, Experte für flexible Elektronik bei Riken in Japan gegenüber Cnet. „Durch die Integration anderer erforderlicher Geräte wie Sensoren und Kameras können wir unsere Cyborg-Insekten für solche Zwecke einsetzen.“

Laut Fukuda kann das System mit der ultradünnen Solarzelle auch für andere Insekten verwendet werden. Er nennt Käfer und Zikaden als mögliche Kandidaten. Somit wären sogar fernsteuerbare Fluginsekten denkbar.

Erst im Juli hatten Forschende der Rice University ihre „Spinnen-Nekroboter“ vorgestellt. Ihnen war es gelungen, hydraulisch die Beine toter Spinnen zu bewegen. Dazu mussten sie die Spinnen allerdings töten.

Die Kakerlaken bleiben während der ganzen Prozedur am Leben und sollen auch danach weiterleben können. Fukuda verspricht, dass die Kakerlaken keinen Schmerz spüren.

Davon ist die Forschung allerdings nur insoweit überzeugt, wie dem aktuellen Kenntnisstand entspricht. Ein kürzlich in der Zeitschrift Undark erschienener Artikel befasste sich ebenfalls mit der Frage des Schmerzes bei Insekten.

Er kommt zu dem Ergebnis, dass beides denkbar sei. Insgesamt sei das Bewusstsein von Insekten noch immer nicht ausreichend erforscht.