科学家将蟑螂变成半机械人,赋予它们导航超能力
蟑螂扁平的身体可以进入人类无法进入的地方,而不会留下任何痕迹。他们几乎什么都吃,而且他们的近乎坚不可摧.
所有这些品质使它们成为搜救行动以及其他更可疑的应用(如监视)的完美骏马。这就是为什么来自日本大阪大学的一个团队和印度尼西亚的 Diponegoro 大学决定 Cyborg Cockroaches 是个好主意。
这个概念涉及结合两全其美:有机蟑螂解剖结构,经过微调数百万年进化到在狭小的空间和恶劣的环境中航行,通过高科技背包中的几下电子轻推引导到人类选择的目标目的地。
“小规模地创造一个功能正常的机器人是具有挑战性的;我们想通过让事情变得简单来避开这个障碍。解释主要作者 Mochammad Ariyanto,来自 Diponegoro 大学的机械工程师。
“通过简单地将电子设备连接到昆虫上,我们可以避免机器人工程的更精细细节,并专注于实现我们的目标。”
老实说:即使是最先进的机器人在移动方面非常卡顿。有一个细节级别动物运动我们最好的机器人甚至还没有开始破裂。
当涉及到垂直导航时,这一点变得尤为明显:正如所有 Whovians 都知道的那样,许多机器人都很容易被一个简单的楼梯破坏.另一方面,蟑螂可以爬墙、攀爬周边、穿透管道,甚至忍受低氧环境。
该团队不是从头开始,而是希望看看马达加斯加嘶嘶作响的蟑螂 (Gromphadorhina portentosa) 可以挂载带 S检测运动、障碍物、湿度、温度和其他数据的 ensor,以及天线和身体上可用于引导昆虫的植入电极。
整个 shebang 被称为“基于生物混合行为的导航 (BIOBBN) 系统”,它基于避免到达编程,即涉及到达设定的位置同时避开途中出现的任何障碍。
BIOBBN 具有两种导航算法:一种用于简单环境,另一种用于更复杂的情况。
“第一个导航系统可以使用更笨重的电子背包,而第二个导航系统需要一个更紧凑、更轻的电子背包来容纳复杂地形导航“,作者写.
他们在散布着沙子、岩石和木头的障碍赛场中测试了经过生物黑客攻击的蟑螂。导航命令被谨慎使用以确保半机械人达到其目标,但除此之外,动物大多被允许找到自己的路,避免或克服障碍,并在事情变得混乱时纠正自己。
"这个算法...利用蟑螂的自然行为,如爬墙和攀爬,来绕过和越过障碍物,“作者写.
"由于增加了避障和自然爬坡行为,更密集的第二种情况需要更多时间。
作者希望这些虫子机器人可以用来检查战争和自然灾害后留下的危险瓦砾,甚至检测陷入困境的幸存者和救援人员。它们可以发回不适合人类居住的地方的数据:建筑物的狭窄管道、地下深隧道和敏感的文化遗产地。该团队还指出了它们在监控中的潜在价值,这是一个更令人担忧的前景。
“我相信我们的半机械昆虫可以比纯机械机器人用更少的努力和力量来实现目标,”说来自大阪大学的湿式机器人工程师 Keisuke Morishima。
“我们的自主生物混合动力导航系统克服了传统上机器人面临的问题,例如从坠落中恢复。这就是走出实验室并进入荒野等现实生活场景所需要的。
当然,目前尚不清楚蟑螂对这一切有何感受。
这项研究发表在软机器人.