半機械蟑螂大軍現在可以以每68秒一隻的速度批量生產
蟑螂是地球上生命力最頑強的生物之一,這使它們成為人類無法勝任一些工作時的優秀工具。 然而,馴服這些小動物一直是最大的挑戰。 雖然研究人員過去取得了有限的成功,但現在一種新方法不僅有望將蟑螂變成義體昆蟲,還能大規模實現。
新加坡南洋理工大學的研究團隊發表了一種新穎的製造工藝,透過自動將電子背包植入活體昆蟲體內,可以大量生產半機械昆蟲。 該系統效率極高,每68 秒就能製造出一隻半機械蟑螂。 與以前需要人工植入電極的工作相比,這是一個巨大的進步。
該系統首先用二氧化碳麻醉一些(不幸的)蟑螂。 然後用金屬棒將這些失去行動能力的昆蟲固定在一個平台上。 然後,配備電腦視覺和深度學習功能的機器人會掃描每隻蟲子,根據其特定的大小和身體結構確定最佳植入點。
然後,研究人員用機械手臂將一個小巧的微控制器小心翼翼地固定在蟑螂身上。 專門的安裝枝有助於保持背包的穩定和安全。 植入背包後,背包的電極可以透過電刺激蟲子的神經元來控制其運動。
研究小組說,他們在馬達加斯加嘶嘶聲蟑螂身上對製造過程進行了大量測試,這種蟑螂是蟑螂中最大的種類之一,成熟時可以長到5 到7.5 公分。 結果表明,這些半機械人在接到轉彎、減速和穿越障礙物的指令時,表現與人工植入的前輩一樣出色。
在戶外試驗中,由四隻裝有定位追蹤器的半機械蟑螂組成的小隊在十分鐘內繪製出了一個4 平方米雜亂區域的80% 的地圖,而這一切都是由它們的電子背包遠程驅動的。
研究人員指出,這一突破為成熟的”工廠”鋪平了道路,製造廠可以按需大規模生產昆蟲半機械人,服務於不同行業的各種應用。 倒塌建築的搜救和地下作業是兩個顯而易見的應用案例。 不過,他們也設想在增強型模型上安裝額外的感測器,用於專業檢查、環境監測以及其他未知用途。
剩下的最大挑戰是讓這些機械人能夠自主運行,而不是遙控。 研究人員稱,如果能做到這一點,就可以同時操作數百個這樣的機器人,執行更廣泛的任務。
完整的研究結果可以在arXiv預印本伺服器上發表的一項尚未經過同行評審的研究中找到。