機器之心報導
編輯:杜偉、小舟
生活中令人厭惡的蟑螂能做什麼呢?日本筑波大學的一支研究團隊以蟑螂為實驗對象,進行了一系列的研究。他們不僅可以令蟑螂推動物體、畫畫,更別出心裁地想讓蟑螂做臉部裝飾。真是太神奇(Qi Guai)了!
提起蟑螂,有人會立馬在腦海中浮現角落裡爬動的髒兮兮小動物,也有人會聯想到周星馳電影《唐伯虎點秋香》裡面的「小強」。與小白鼠類似,蟑螂在科學領域能否「發光發亮」?日本筑波大學的一支研究團隊給出了他們的答案。
他們設計了一款蟑螂機器人,在它們身上安裝了電子元件並通過刺激蟑螂的左右觸角神經,讓它們做出一系列的動作,如搬動物體、向左 / 右轉動以及拿筆畫畫等。
研究者在蟑螂身上安裝電子元件:
蟑螂通過頭部安裝的組件推動物體:
研究者設計並執行了一個有效控制多個蟑螂的框架,下圖中蟑螂向左 / 右轉動:
蟑螂通過頭部固定的筆在紙上畫畫:
接下來詳解這款蟑螂機器人的構造原理。
為何蟑螂總是成為實驗對象
日本筑波大學 Digital Nature Group 正在努力邁向後普及計算時代,其中包含計算資源和非計算資源的無縫結合。非計算資源是指自然界的萬物,包括利用昆蟲進行研究。
在小規模上,昆蟲的能力遠遠超過了機器人的能力。將蟑螂變成一群由昆蟲組成的電子機器人可能存在多種用途。
遙控蟑螂並不是一種新的想法,而是一個相當簡單的想法。通過刺激蟑螂的左右觸角神經,讓它以為自己觸碰到一些物體,並且使它朝相反的方向轉動。此外,通過引入無線連接、基準標記、頂部攝像系統和一群電子機器人蟑螂,我們就可以擁有在任務上進行協作的強大群體。研究者提出,該群體可以用做顯示器件(將每隻蟑螂變成一個像素)、搬動物體或者拿筆畫畫。
作為顯示元件的多個蟑螂。
還有許多其他的機器人群體平臺可以執行這些機器人蟑螂的工作。但據研究者稱,使用蟑螂的原因是可以利用它們令人印象深刻的堅固性、效率、高功率重量比和機動性。蟑螂本身的生活習性讓它們易於生存,這意味著當不需要它們執行任務時,就可以停用控制系統,需要時再重啟。
果然是「打不死」的小強。
其他奇奇怪怪的蟑螂項目
除了這款別出心裁的蟑螂機器人外,該項目領導者 Yuga Tsukuda 曾創建了其他一些頗有意思的蟑螂項目。如蟑螂驅動的時鐘(CLOCKROACH),研究者通過給予蟑螂電刺激製作了一個新穎的時鐘。由於蟑螂隨意爬動,所以通過電刺激來控制它們非常困難。但是,研究者切斷了蟑螂的頭部並移除了大腦,這樣它們就不會亂動了,計算機控制也就更容易了。最後研究者給予蟑螂前肢電刺激,這樣蟑螂旋轉以令時鐘指針轉動。
另一個令人炫目(Tou Pi Fa Ma)的蟑螂項目是 COSM(ET)IC ROACH,研究者嘗試「將蟑螂貼在臉上做裝飾」。在具體操作上,研究者將電極嵌入到蟑螂身體中,使它們受到電刺激時扭動腿部,進而扇動綁在腿部的彩色羽毛。實話實說,這個項目雖然很酷炫,但實在想不出有什麼實際意義,權當獵奇即可。