据外媒9月(yuè)6日报道,据(jù)资料显示(shì)马(mǎ)达(dá)加斯加发声(shēng)蟑螂,是(shì)一种黑褐色的无(wú)脊椎动物(wù),与食(shí)指一样长(zhǎng)。当它感(gǎn)到受到威(wēi)胁时,它会通过空气使其(qí)背部的孔(kǒng)发出嘶(sī)嘶声。其发出的(de)这种声响,类似(sì)于响尾蛇尾部所发出(chū)的嘎嘎声(shēng)。近日,科学(xué)家(jiā)们(men)将(jiāng)上述这种蟑(zhāng)螂作为灵感,来制造昆虫机器(qì)人。希望有(yǒu)朝一(yī)日(rì)可以用(yòng)其来监测环境或(huò)在自然灾害后帮(bāng)助城市搜索和救援(yuán)任(rèn)务(wù)。
经过改(gǎi)造后的蟑螂机器人
在周一发表在《npj Flexible Electronics》杂志上的一项新研究显示,一(yī)个国际研究团队(Riken)对外透露,他们(men)已经设计了一个系统,其可以从远处远程控制(zhì)蟑螂(láng)的腿。
简单来说(shuō),该系统是一个(gè)可(kě)以连接到(dào)蟑(zhāng)螂神经系统的“背包”,其(qí)功率输出比(bǐ)以前的(de)设备(bèi)高出约50倍,并采用不会阻(zǔ)碍蟑螂运动的(de)超薄柔(róu)性太(tài)阳能电池制(zhì)成。按(àn)下(xià)按钮会向(xiàng)“背包(bāo)”发动电击(jī),从而诱使蟑(zhāng)螂向某个方向(xiàng)移动。
据了解,蟑螂机器人(rén)并不是一(yī)个新想法。早在2012年,北卡罗来(lái)纳州立大学的研究人员就已经对马达加斯加发声蟑螂(láng)进行一(yī)种无线操控(kòng)实验,结果表明这类昆(kūn)虫可以被远程(chéng)控(kòng)制在轨道(dào)上行走。
科学家们使用(yòng)的方(fāng)法是(shì)将背包(bāo)连接(jiē)起来并将电线连接到蟑螂的“尾须”,这是腹部末端的两个附属物,基本上是感觉神经。一(yī)个在左(zuǒ)边,一个在右边。先(xiān)前的研究表明,任(rèn)何一侧的(de)电脉冲都可以刺激(jī)蟑螂朝那个方向移(yí)动,从而使研(yán)究人员能够控制运动。但是要发送和接(jiē)收信号(hào)就需要为背包供电。但电池(chí)终究会耗尽(jìn)电量,这(zhè)样(yàng)机器人蟑螂就会失去联络。
为了克服这个问题,Riken团队将系统(tǒng)设计为太(tài)阳能(néng)和可充电的。将电(diàn)池和刺激模(mó)块连接到蟑螂的胸部(其身体的上半(bàn)部(bù)分)。然后再(zài)确保太(tài)阳能(néng)电池(chí)模块能够黏附在蟑螂的腹部,即身(shēn)体的(de)分段下部。
虽然人类已经找到了最佳的(de)背包佩戴方式,但对于昆虫来(lái)说却不尽(jìn)相(xiàng)同(tóng)。例如,蟑螂(láng)腹部的分段特性使其能够在进入毛茸茸的(de)情况下(xià)扭曲自己或翻转自己。如果你把(bǎ)一个黏性背包(bāo)或充(chōng)电式电池安装在(zài)其上面,就会限制它的运动并剥夺它的机动能力(lì)。
为了克服这个问题,Riken团(tuán)队测试了许多(duō)薄电子薄膜,让他(tā)们的蟑螂(láng)进行(háng)了一系列实验,并观察蟑螂如(rú)何(hé)根(gēn)据薄(báo)膜的厚度移动(dòng)。最后,该团队决定(dìng)使用比人类头发细约(yuē)17倍的模块。团(tuán)队成员将该模块(kuài)附着在蟑螂腹部,此举更好(hǎo)地保证了蟑(zhāng)螂的行走自(zì)由度,并且还停(tíng)留(liú)了大约一(yī)个月,大大超过(guò)了以前的系统。
“目(mù)前(qián)的系统(tǒng)只有(yǒu)一个无(wú)线运(yùn)动控制系统,因此准备城市救援(yuán)等(děng)应(yīng)用是不够的(de),”日本(běn)理研的柔性(xìng)电子专(zhuān)家(jiā)Kenjiro Fukuda说。“通过集成传感(gǎn)器和(hé)摄(shè)像头等其他所需设备,我们可以将我们(men)的机器人(rén)昆虫用于(yú)此类目的(de)。”
值得注意(yì)的是,由于(yú)超薄太阳能电池的设计,福田指(zhǐ)出它可以应用于其(qí)他昆虫——甚至有(yǒu)可能创造出由人(rén)类(lèi)双手(shǒu)控制的机器人昆虫飞行(háng)大军。他(tā)表示,甲虫和(hé)蝉是潜(qián)在的候选者(zhě)。