馬達(dá)加斯加嘶嘶蟑螂因其在飛行過程中的高有效載荷能力而被選中。

馬達(dá)加斯加發(fā)出嘶嘶聲的蟑螂。

新加坡的一個(gè)研究小組正在將活蟑螂變成昆蟲與計(jì)算機(jī)的混合體，這可能很快有助于搜索和救援任務(wù)。該項(xiàng)目將傳統(tǒng)方法轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃评ハx的無人機(jī)：當(dāng)大自然已經(jīng)建立了微小的飛行大師時(shí)，為什么還要建造飛行機(jī)器人？

為什么重要：在搜索和救援行動(dòng)中，每一秒都很重要。但是當(dāng)建筑物倒塌，人們被困在瓦礫下時(shí)，救援人員通常很難快速找到幸存者。

確定幸存者的精確位置不僅可以增加他們的生存幾率，而且還可以讓救援人員更好地了解可以安全移動(dòng)瓦礫的哪些部分，而不會(huì)造成進(jìn)一步的傷害或倒塌。昆蟲可以輕松地穿過瓦礫中微小而危險(xiǎn)的縫隙。但是，雖然被稱為“微型飛行器”（MAV）的類似昆蟲的無人機(jī)已經(jīng)存在了幾十年，但它們在飛行過程中會(huì)消耗大量電力，并且只能拖運(yùn)微小的電池——這意味著運(yùn)行時(shí)間通常限制在幾分鐘內(nèi)。

背后的研究人員寫道：“由于功耗、運(yùn)動(dòng)計(jì)算負(fù)荷和避障系統(tǒng)的阻礙，人造迷你機(jī)器人真正用于災(zāi)區(qū)搜救任務(wù)還有很長的路要走?！?/p>

解決方案：為了提高操作時(shí)間和飛行技能，新加坡南洋理工大學(xué)的工程師將現(xiàn)代技術(shù)與馬達(dá)加斯加咝咝作響的蟑螂融合在一起。

作為世界上最大的蟑螂之一，身長可達(dá) 3 英寸，該團(tuán)隊(duì)選擇該物種是因?yàn)樗陲w行過程中具有很高的有效載荷能力。研究人員花了數(shù)年時(shí)間研究如何通過使用電極刺激不同的神經(jīng)肌肉部位（包括那些激活飛行的部位）來遠(yuǎn)程控制蟑螂的運(yùn)動(dòng)。

馬達(dá)加斯加發(fā)出嘶嘶聲的蟑螂

下一步是為蟑螂配備一個(gè)裝有電極的輕型“背包”。這些不需要不斷地刺激昆蟲；讓它在自己的部分時(shí)間飛行有助于最大限度地減少功耗。該背包還包含一個(gè)小型紅外攝像頭，可檢測人類的熱量特征，識(shí)別身體運(yùn)動(dòng)和二氧化碳的傳感器，以及將數(shù)據(jù)無線傳輸回救援隊(duì)的芯片。

根據(jù) 2021 年的一篇論文中描述的測試，使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該系統(tǒng)能夠以 87% 的準(zhǔn)確率區(qū)分人類和非人類。對于搜索和救援行動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)估計(jì)需要大約 500 只機(jī)器人蟑螂來掃描 5 平方公里的區(qū)域，但該系統(tǒng)尚未部署在現(xiàn)實(shí)生活中的救援任務(wù)中。

昆蟲機(jī)器人的未來：該團(tuán)隊(duì)希望其機(jī)器人蟑螂將在未來五年內(nèi)用于該領(lǐng)域。在那之前，研究人員計(jì)劃優(yōu)化芯片，測試系統(tǒng)如何在戶外工作，試驗(yàn)添加太陽能電池以延長電池壽命，并自動(dòng)化制造背包并將它們安裝到昆蟲身上的過程。

除了昆蟲與計(jì)算機(jī)的混合體之外，研究人員正在開發(fā)一系列受生物啟發(fā)的 MAV，類似于從蜻蜓到普通家蠅的昆蟲。這些微型機(jī)器人很快就會(huì)有許多應(yīng)用，包括作物授粉、現(xiàn)場檢查和軍事間諜——空軍研究實(shí)驗(yàn)室目前正在開發(fā)用于“公開監(jiān)視、空中集群操作和戰(zhàn)場態(tài)勢感知”的 MAV。