蟑螂背上芯片板子,组队去救人类
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-17
一头大蟑螂,背上"大背包",和几百只同伙一同出发,浩浩荡荡杀到一片废墟。这这这…… 是要干啥?
去救人!
它们的"背包"里有摄像头、有各种传感器,可以检测到废墟里的动静、体温和二氧化碳,从而帮救援人员快速找到奄奄一息的幸存者,识别准确率可达 87%。
而区区 500 只这样的蟑螂救援小队,就可以覆盖 5 平方公里的灾害现场。
5 平方公里有多大呢?如果你家是 100 平米,就有 50000 个你家的大小。想不到吧?
万一有一天你不幸躺在废墟里(只是假如哈),来救你的可能就是这样一只 / 一群大蟑螂。
背上芯片板子的马达加斯加蟑螂
给蟑螂装上"救援背包"的是南洋理工大学的一支研究团队。
团队导师佐藤教授的研究领域为机械工程、纳米、微制造以及电化学。
之所以有这么一项研究,是因为人们发现传统的微型机器人在废墟里来回移动耗能很快(300mW),没多久就坚持不了了。
而一只半机械的昆虫不仅不用担心电量问题(0.2mW),还可以去到人类无法触碰到的危险且及其狭小的区域,从而在与时间赛跑的救援中充当导航者的角色。
早在 1977 年,来自东京大学的科学家就通过电信号刺激蟑螂的触角,达到控制它们向左 or 向右移动的目的。
佐藤教授则在四年前开始与新加坡本土团队科技署 (HTX) 以及一家工程公司合作,研究半机械蟑螂如何在救援工作中通过自主控制的方式派上用场。
他们选的蟑螂是来自非洲马达加斯加的发声蟑螂 (Madagascar hissing cockroach,可发出嘶鸣声)。这些小强可在 4 个月内成年,长到 6cm 长,比新加坡本土小强要长 2cm。
如此庞大的体型让人尖叫,也让它们足以背上 5.5g 重的"救援背包"。
背包里有什么?一个小型红外摄像头,用来采集温度信号。两个传感器,分别用来检测运动和二氧化碳信号。外加一个无线通讯芯片以及一只微型电池。
佐藤的实验室里一共养了 100-200 马达加斯加蟑螂,如何给它们背上背包?
首先,要对小强们进行麻醉。其实就是给它们吸入一定量的二氧化碳,使之昏迷。
然后仔细刮掉它们背壳上的油蜡(油蜡用来反射热辐射),将两个电极和一个微芯片连接到背部。
几分钟后,小强们就恢复了知觉,开始四处爬动。
在实践中,芯片可以向小强的神经肌肉部位输出电信号,指导它们前进。
在模拟实验中,研究人员在 25 平方米的地上铺设了各种形状和大小的混凝土块来模拟灾区。里面安排了几个人,还有一些"诱饵"包括热灯、微波炉和笔记本等。
对搜索的起点和终点进行编程以后,他们释放了这些"电子蟑螂"。
最终,通过蟑螂们返回的数据和人类设计的算法,正确识别人的准确率达到了 87%。
佐藤教授表示,通过蟑螂们从不同角度收集出来的图像,还能进一步提高成功率。
他们据此推断出搜索 5 平方公里的救援区域则需要 500 只蟑螂。
未来,佐藤团队希望用太阳能或生物燃料电池来延长背包的供电时间,并进一步优化芯片,在 5 年内可以实现该成果的大规模应用。
所以…… 为什么是蟑螂?
这项研究在 Reddit 上引起了极高的关注。
有网友脑补了一把被蟑螂救援的场景,大概是这样:
在黑暗和瓦砾的重压下,你突然感觉到有一只蟑螂在你的脸上爬行。然后听见它低声对你说:"现在,你安全了。"
如果真的是这样 --"那我大概会一把拍死它!"
想必不少人的反应就是如此本能…… 不知道科学家们有没有预设过这个场景。
所以,为什么非得是蟑螂呢?
嗯,主要是因为蟑螂生命力足够顽强。
就比如他们选的这个马达加斯加蟑螂,就可以承受比人类多 10 倍的辐射,并且还可以在没有头的情况下存活 7 天(通过身体侧孔呼吸)。
而且它们的"渗透力"也很强,(如果有)想想你在家里遇到的蟑螂,是不是无孔不入……
参考链接:
[1]https://www.economist.com/science-and-technology/robotised-insects-may-search-collapsed-buildings-for-survivors/21808326
[2]https://www.straitstimes.com/singapore/spore-team-turning-cockroaches-into-life-saving-cyborg-bugs-at-disaster-sites
[3]https://www.reddit.com/r/gadgets/comments/tq6qsz/robotised_insects_may_search_collapsed_buildings/
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