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身披結實的「盔甲」,裝備先進的微型攝像頭和高靈敏度傳感器,潛伏在無人察覺的角落裡伺機而動……這不是驍勇善戰的海豹突擊隊,也不是面目猙獰的機器人戰士,而是很多人避之不及的「蟑螂」。與普通蟑螂不同的是,這種蟑螂不但被電子設備武裝到了牙齒,還能通過無線方式對操作人員的指令作出響應,發回視頻、音頻、溫溼度等環境信息。這極富科幻色彩的一幕日前在美國德克薩斯州的一個實驗室裡成了現實。
3克重的「背包」
「昆蟲能夠完成很多機器人都無法完成的任務。它們能進入很多狹小的空間,在感知環境和移動效率上比目前由人類設計的系統強大得多。我們希望藉此找到與它們進行合作的方法。」負責此項研究的德克薩斯州農工大學教授梁洪(音譯)說。
據了解,這種蟑螂可攜帶微型攝像機、麥克風和其他傳感器。通過這些傳感設備蟑螂能幫助人們從那些人類無法到達的區域內獲取信息,如倒塌的建築物、下水道等。而所有這一切都是通過一個黏在蟑螂背上的微型「背包」來實現的。
這個精心打造的「背包」,由一塊可充電的鋰離子電池和一個能收發信息的微型晶片組成,整個系統的重量只有大約3克,經由一種特殊的膠水固定在蟑螂的後背上。藉助一對極細的金屬絲,背包能直接與蟑螂的神經系統相連,控制蟑螂的腿部運動。如此一來,遙控蟑螂成為了可能。
6成多的成功率
在試驗中,梁洪的團隊展示了如何通過電脈衝刺激控制螳螂的移動。當螳螂行走時,兩側各三條腿會交替向前移動,但電脈衝會打斷這個過程,使中間那條腿的移動速度滯後。這樣導致的結果就是,對蟑螂左側施加脈衝信號的時候,蟑螂就會左轉,反之亦然。
這種被控制的蟑螂有望被應用在探索、救援等方面。不過,由於該研究目前還處於起步階段,製造出的只是一個原型,仍然存在一定的缺陷。對蟑螂的控制不是每次都能奏效,實驗結果表明,該技術對蟑螂運動的控制可達到60%多的成功率,另外三成多的時間裡,蟑螂還是會「罷工」的。
5倍的「載重」力
對蟑螂的工作完全改變了梁洪對這種昆蟲的看法。他說:「當我第一次看到蟑螂的時候,我的頭髮都豎起來了。但是後來,當我出於好奇抓住幾隻並對它們進行認真的觀察後,才發現它們實際上是一種很有意思的生物。蟑螂比我們想像的更愛乾淨,會經常不斷地清洗自己以保持清潔。另外,除食物殘渣外,它們的最愛是狗糧和水。」
蟑螂所具備的另一種讓人不可小視的能力就是它們的「載重」能力。梁洪說,他們通過實驗發現,一些蟑螂甚至能夠攜帶超過自重5倍的「貨物」。不過,過多的載荷會更快地消耗掉它們的體能。梁洪的團隊曾通過一臺特殊的跑步機來檢驗蟑螂的體力和耐力,實驗中蟑螂的表現讓他們十分滿意。
美國凱斯西儲大學昆蟲學專家羅伊·瑞茨曼說,如果能延長對蟑螂的控制時間,該技術將有望在更多的領域獲得應用。他說:「與其它昆蟲相比,蟑螂足夠大,也有足夠多的體力來擔負起必要的荷載來為我們提供信息。雖然類似的研究必然會面臨很多道德問題,但與其它生物系統創建接口仍然是一個重要課題,這條路依然要走下去。」
據了解,梁洪的團隊目前正在研究如何更精確地控制蟑螂的前進方向。相關論文發表在英國皇家學會出版的《界面》雜誌上。
(責任編輯: HN666)