据外媒9月6日报道,据资料显示马达(dá)加斯(sī)加发(fā)声蟑螂,是一种黑褐色的无脊椎动物,与食指(zhǐ)一样长。当它(tā)感到受到威胁(xié)时,它会通过空气使其背部的孔发出嘶嘶声。其(qí)发(fā)出(chū)的这种声响,类似于响尾蛇尾部(bù)所(suǒ)发(fā)出的嘎嘎声。近日,科学家们将上述这种蟑螂作(zuò)为灵感,来制造昆虫机器人。希望有朝一日(rì)可以(yǐ)用其来监(jiān)测环境(jìng)或在自然(rán)灾害后帮助城市搜(sōu)索和救援任务。
经过改造(zào)后的蟑(zhāng)螂机器人(rén)
在周一发(fā)表在《npj Flexible Electronics》杂(zá)志上(shàng)的一(yī)项新研究显示(shì),一(yī)个国(guó)际研究团队(Riken)对外透露,他们已经设计了一个(gè)系统,其可以从远处远(yuǎn)程控制蟑螂的腿。
简单来(lái)说(shuō),该系统是一个可以连接到蟑螂神经(jīng)系统(tǒng)的“背包”,其(qí)功(gōng)率输出比以前的设备高出约(yuē)50倍,并采(cǎi)用不会(huì)阻(zǔ)碍蟑螂运动(dòng)的超薄柔性太阳能电池制成。按下按(àn)钮会向“背包”发动电(diàn)击,从而诱使蟑螂向(xiàng)某(mǒu)个方(fāng)向移动。
据了解,蟑螂(láng)机器人并(bìng)不是(shì)一(yī)个新想法。早(zǎo)在(zài)2012年(nián),北卡罗来纳州(zhōu)立大学(xué)的研究人员(yuán)就已经对(duì)马达加斯加(jiā)发声蟑螂(láng)进行一种无线操控实验,结果表明这类(lèi)昆虫可以(yǐ)被远(yuǎn)程控制在(zài)轨道上行走。
科学家们(men)使用的方法(fǎ)是将(jiāng)背包连接(jiē)起(qǐ)来(lái)并(bìng)将(jiāng)电线连接到蟑螂的“尾须”,这是(shì)腹部末端的两个附属物(wù),基本上是感觉(jiào)神经。一个在左边,一个在右边(biān)。先前的研(yán)究表明,任何一侧(cè)的(de)电(diàn)脉冲都可(kě)以刺激蟑(zhāng)螂朝那个方向(xiàng)移动,从而使研究人员能够控制运动。但是要发送和接收(shōu)信号就(jiù)需要为背包(bāo)供电。但电池终究会(huì)耗尽电量,这样机器人蟑螂就会失去联络。
为了(le)克服这个(gè)问题,Riken团(tuán)队将系统(tǒng)设计(jì)为太(tài)阳能和可充电的。将电池和(hé)刺激模块(kuài)连接到蟑螂的胸(xiōng)部(bù)(其身体的上半部分)。然(rán)后再(zài)确保太阳能电池(chí)模块能够黏附(fù)在蟑螂的腹部(bù),即身体的分段下部。
虽然人(rén)类已(yǐ)经找到了(le)最佳的背(bèi)包佩戴方式,但对(duì)于昆虫来说却(què)不尽相同。例如,蟑螂(láng)腹部的分段特性使其能够在进入毛茸茸的情况下扭曲自己(jǐ)或(huò)翻(fān)转自己。如(rú)果你把(bǎ)一个黏性背包或充电式电(diàn)池安装在其上面,就会限制它的(de)运动并剥夺它的(de)机动能(néng)力。
为了克服这个问题,Riken团队测试了许多薄(báo)电子薄膜,让他们的蟑(zhāng)螂进行了一系列实验(yàn),并观察蟑螂如何根据薄膜的厚度移(yí)动。最后,该团队(duì)决定使用比人类头发细约17倍的模块。团队成员将(jiāng)该模块附着在蟑螂腹部,此举更(gèng)好地保证(zhèng)了蟑螂的(de)行走自由度,并且还停留(liú)了大约一个月,大大(dà)超过了以前的系统(tǒng)。
“目(mù)前的系(xì)统只有一个无(wú)线运动(dòng)控制系统(tǒng),因(yīn)此准备城市救援等(děng)应用是不够的,”日本理研的柔性电子专(zhuān)家Kenjiro Fukuda说(shuō)。“通(tōng)过集成传感器(qì)和摄像头(tóu)等其他所需设备,我们可以将我们的(de)机器人昆虫(chóng)用于(yú)此类目的。”
值得注意的是,由于(yú)超薄太阳能电(diàn)池的(de)设计,福田指(zhǐ)出(chū)它可以应用于其他(tā)昆虫——甚至有(yǒu)可能创造出由人类双手控制的(de)机(jī)器人昆虫(chóng)飞(fēi)行大(dà)军(jun1)。他表示(shì),甲虫和蝉是潜在的候选者。