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机器蟑螂得到改进! 南洋理工大学自动装配活体蟑螂机器人

文摘   2024-12-12 19:44   北京  

高层建筑大面积倒塌会导致搜救难度大增。部署一支昆虫混合机器人团队，进入在可能对人类危险且无法进入的狭小空间，这将保护搜救人员并提高搜救效率和敏捷性。

新加坡南洋理工大学（NTU）的工程师们早在2015年就对“半机器半昆虫”进行研究，研发出了世界上最小的机器昆虫！他们给活体甲壳虫背上“电子背包”，通过刺激甲壳虫的触须或肌肉控制它们行走或飞行，并且不会影响昆虫的寿命！ 

2022年，NTU工程师们开发出一项技术可以远程控制蟑螂，并且不会对它们造成伤害。传统上，控制蟑螂往往需要将探针连接到它们的神经系统，这可能引发疼痛，对蟑螂造成伤害。而工程师们将金属和分层打印的塑料制成的“袖套”固定在蟑螂的触角上，然后连接一个微小“背包”，利用控制器发送无线信号，通过轻微的电击控制蟑螂的运动方向。此外，还在蟑螂的腹部粘贴了电极，可以通过刺激来调节蟑螂的速度。
近年来，工程师们意识到，采用手动或低效方式来连接昆虫和电子设备，在满足搜救需求时尝试制造大量机器昆虫所需的人力成本过高且不切实际。
近日，NTU工程师们再突破，研发出一种创新方法，利用自动化技术将活蟑螂与电子设备相结合制造出机器蟑螂，缩短了制作机器蟑螂的时间。为实现这一过程，他们训练了一个机械臂，使其能够将电子设备精确地连接到活体蟑螂上。

  • 制作过程

首先，工程师们用二氧化碳将蟑螂麻醉进入休眠状态；

接着，将其放置在一个安装固定金属针的平台上，固定针自动固定蟑螂，露出需要连接电子设备的身体部位；

然后，预先编程的计算机视觉系统识别并确定电子设备的放置位置，并将位置信息传递给一个经过训练的机械臂；

最后，机械臂根据接收到的信息会准确地拾取所需的电子设备，并将其精确地连接到蟑螂的指定部位上。

整个组装过程完全由机械臂自动完成，仅需68秒，无需人工干预。

一旦电子设备安装到位，固定针就会缩回，昆虫就可以自由移动了。它身上的电子设备立刻开始工作，使蟑螂成为一只机器昆虫。

经测试，自动组装的混合机器人在转向控制和减速控制方面表现出色，其性能与手工组装的系统相当。此外，由多个混合机器人组成的多智能体系统成功地在被阻塞的室外地形中进行了导航实验（在10分钟31秒内覆盖了80.25%的区域），证明了该系统大规模生产应用的可行性。

与那些纯机械的系统（比如无人机）相比，这种半机器半昆虫的混合系统更容易控制，成本更低，而且不用担心电池耗尽。工程师们表示，研究的下一个阶段是找到一种方法让机器昆虫能够自己“思考”和行动，而不是完全依赖于人类的指令。


END




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