新加坡与日本科学家合作研发半机械昆虫群控制技术
文摘
2025-01-07 16:52
湖北
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新加坡和日本的科学家们合作取得了一项重大突破，联合研发出一种能够控制半机械昆虫群的技术，有效防止这些昆虫在复杂地形中受困。这一技术将使科学家能够利用蟑螂等昆虫的卓越爬行能力，执行设施检查、废墟搜救等任务.![]()
半机械昆虫（Cyborg insects）是在活体昆虫背上装上微小的电子设备，如光学传感器、红外摄像机、电池和通信天线，从而实现对其行动的远程控制，以完成特定的检查、搜救等任务.南洋理工大学、大阪大学和广岛大学于1月6日联合发布文告称，科学家们在虫群机器人技术上取得了重大进展，开发出了一种先进的虫群导航算法，能够在救灾、搜救和基础设施检测等任务中发挥重要作用. 在研究中，科学家们在马达加斯加发声蟑螂（Madagascar hissing cockroaches）背上安装了轻型电路板、传感器和可充电电池，形成了一个自主导航系统，帮助它们在所处环境中自由穿行，并为其朝目标行进提供指引.通过算法指定昆虫的领队，领队能够通知其他昆虫目的地方向，并协调引导整个虫群移动.实验结果显示，新虫群算法使半机械昆虫的移动更加自由，显著降低了被障碍物卡住的风险，附近的半机械昆虫也能协助解救被卡住或翻仰的昆虫.![]()
与传统机器人相比，半机械昆虫具有更低的能耗.昆虫本身具备运动能力，因此在方向指引上只需施加微小的电流，就能产生特定刺激，引导昆虫朝特定方向前进.当与虫群控制算法相结合时，昆虫的移动需求可减少约50%.昆虫的本能使它们能够快速适应复杂的地形和环境变化，独立地穿越障碍物. 南大教授佐藤隆（Hirotaka Sato）指出：“要高效地开展搜索和检查行动，往往需要勘测大片区域，并穿越充满挑战和障碍的地形.一旦半机械昆虫背包上的传感器探测到目标，如搜救任务中的人类或基础设施中的结构缺陷，它们就能通过无线方式向控制系统发出警报.”这项研究成果已在英国科学杂志《自然通讯》上发表，有望在搜救任务、基础设施检查和环境监测等领域发挥重要作用，弥补传统机器人在复杂或狭窄空间作业的不足.
