Pisikud saadetakse luurele: USA sõjavägi ehitab andureid, milleks kasutatakse nähtamatuid mikroobe

Pisikud ei pea vaid paha tegema: USA sõjavägi tahab nad saata luurele. Foto: DARPA.mil

• Mikroorganismid reageerivad erinevatele keskkonnatingimustele, see tuleb vaid välja lugeda
• Mikroobidest luurajad on väga olulised keskkonnamuutuste jälgimiseks

Mikroobid ehk rahvapäraselt ka pisikuteks kutsutud mikroorganismid on kõikjal ja nad suudavad reageerida erinevatele keskkonnamõjudele. USA sõjaväe uute tehnoloogiliste lahenduste arendamise agentuur DARPA kavatseb need nähtamatud elusolendid enda teenistusse rakendada, luues andurid, mis hakkavad mikromaailmast teateid saatma.

DARPA programm «Tellus» püüab edendada keskkonna tajumise ja reageerimise platvorme, millel on vajalik täpsus ja eraldusvõime, kõlab programmi kirjelduses. Väikesed nähtamatud luurajad aga on head nii tsiviil- kui armeestruktuuridele.

Praegused keskkonna kohta andmeid koguvad andurid on kõik enamasti elektroonilised ja toetuvad nii hajutatud andurivõrkudele kui ka satelliitsidele. USA kaitseministeerium on aga nüüd huvitatud selliste uute andurite väljatöötamisest, millega saaks jälgida keskkonda kõrge ruumilise eraldusvõimega ning väiksema võimsusega, et parandada seirevõimalusi ning vähendada ohtu inimestele ja loodusele.

Hiljutised uuringud on näidanud, et igasugused mikroorganismid nagu bakterid, seened või mikrovetikad reageerivad hästi erinevat tüüpi nii-öelda sisendsignaalidele, sealhulgas nii keemilistele (näiteks toksilised või radioaktiivsed materjalid, raskmetallidega saastunud ained) kui ka füüsikalistele nähtustele (näiteks valgus, elekter, magnetväljad).

Mikroobid ehk rahvakeeli pisikud võivad vastusena nendele sisenditele tekitada vastureaktsioonina nii keemilisi kui füüsilisi väljundsignaale.

Taoline võime tuvastada ja teisendada signaale, olla iseseisev ja samas vastupidav keskkonnale ongi mikroobide põhiomadused, mis võivad muuta nad väga headeks anduriteks.

DARPA uus programm «Tellus» uuribki sellise interaktiivse platvormi väljatöötamise võimalikkust, kus mikroobipõhiste reageerimisseadmetega oleks võimalik keskkonda jälgida. Täpsemalt püüab DARPA määrata kindlaks keemiliste ja füüsikaliste signaalide vahemiku, mida mikroobsed seadmed suudavad tuvastada, keskkonnatingimusi, mida nad taluvad ja genereeritavate väljundsignaalide tüüpe.

2,5-aastase programmi jooksul välja töötatud mikroobsed seadmed peavad tulevikus suutma tuvastatud signaale teisendada mitmesugusteks füüsikalisteks või keemilisteks väljundsignaalideks, mida saab lugeda, sealhulgas valguseks, mittetoksilisteks orgaanilisteks ühenditeks või elektrivooluks, mida siis lihtsalt mõõta tavaliste vastuvõtusüsteemidega. Näiteks sobiks kasutada optoelektroonilisi, fotoonilisi, pildituvastuse ja elektroodisüsteeme.

Lisaks meetodite arendamisele on Tellus keskendunud ka andurite funktsionaalsuse hindamisele paljudes erinevates keskkondades ja tingimustes. Kuna kemikaalide, saasteainete või muutuvate tingimustega keskkonna kaugseire on riikliku julgeoleku huviorbiidis, on mikroobide tuvastamise süsteemid, mis on võimelised avastama mitut tüüpi sisendeid ja töötama pikka aega iseseisvalt, julgeolekule väga tähtsad.

«Programmi osana testib DARPA, kui kiiresti saab uusi funktsionaalseid seadmeid konkreetsete parameetrite abil kavandada, ehitada ja testida,» ütles Dr. Linda Chrisey, kes on Telluse programmijuht, «Lõppkokkuvõttes näeme me kasutajaliidest, kus kasutaja valib oma keskkonna funktsioonid, sisendid, mida ta soovib mõõta ja kasulikud väljundsignaalid ning süsteem kujundab ohutu ja tõhusa mikroobse seadme, mis vastab kõigile esitatud nõuetele.»