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p身披结实的盔甲

2020-02-15 19:40:43| 来源:| 编辑:| 点击:0次

身披结实的 盔甲 ,装备先进的微型摄像头和高灵敏度传感器,潜伏在无人察觉的角落里伺机而动 这不是骁勇善战的海豹突击队,也不是面目狰狞的机器人战士,而是很多人避之不及的 蟑螂 。与普通蟑螂不同的是,这种蟑螂不但被电子设备武装到了牙齿,还能通过无线方式对操作人员的指令作出响应,发回视频、音频、温湿度等环境信息。这极富科幻色彩的一幕日前在美国得克萨斯州的一个实验室里成了现实。

克重的 背包

昆虫能够完成很多机器人都无法完成的任务。它们能进入很多狭小的空间,在感知环境和移动效率上比目前由人类设计的系统强大得多。我们希望借此找到与它们进行合作的方法。 负责此项研究的得克萨斯州农工大学教授梁洪(音译)说。

据了解,这种蟑螂可携带微型摄像机、麦克风和其他传感器。通过这些传感设备蟑螂能帮助人们从那些人类无法到达的区域内获取信息,如倒塌的建筑物、下水道等。而所有这一切都是通过一个黏在蟑螂背上的微型 背包 来实现的。

这个精心打造的 背包 ,由一块可充电的锂离子电池和一个能收发信息的微型芯片组成,整个系统的重量只有大约 克,经由一种特殊的胶水固定在蟑螂的后背上。借助一对极细的金属丝,背包能直接与蟑螂的神经系统相连,控制蟑螂的腿部运动。如此一来,遥控蟑螂成为了可能。

6成多的成功率

在试验中,梁洪的团队展示了如何通过电脉冲刺激控制螳螂的移动。当螳螂行走时,两侧各三条腿会交替向前移动,但电脉冲会打断这个过程,使中间那条腿的移动速度滞后。这样导致的结果就是,对蟑螂左侧施加脉冲信号的时候,蟑螂就会左转,反之亦然。

这种被控制的蟑螂有望被应用在探索、救援等方面。不过,由于该研究目前还处于起步阶段,制造出的只是一个原型,仍然存在一定的缺陷。对蟑螂的控制不是每次都能奏效,实验结果表明,该技术对蟑螂运动的控制可达到60%多的成功率,另外三成多的时间里,蟑螂还是会 罢工 的。

5倍的 载重 力

对蟑螂的工作完全改变了梁洪对这种昆虫的看法。他说: 当我第一次看到蟑螂的时候,我的头发都竖起来了。但是后来,当我出于好奇抓住几只并对它们进行认真的观察后,才发现它们实际上是一种很有意思的生物。蟑螂比我们想象的更爱干净,会经常不断地清洗自己以保持清洁。另外,除食物残渣外,它们的最爱是狗粮和水。

蟑螂所具备的另一种让人不可小视的能力就是它们的 载重 能力。梁洪说,他们通过实验发现,一些蟑螂甚至能够携带超过自重5倍的 货物 。不过,过多的载荷会更快地消耗掉它们的体能。梁洪的团队曾通过一台特殊的跑步机来检验蟑螂的体力和耐力,实验中蟑螂的表现让他们十分满意。

美国凯斯西储大学昆虫学专家罗伊 瑞茨曼说,如果能延长对蟑螂的控制时间,该技术将有望在更多的领域获得应用。他说: 与其它昆虫相比,蟑螂足够大,也有足够多的体力来担负起必要的荷载来为我们提供信息。虽然类似的研究必然会面临很多道德问题,但与其它生物系统创建接口仍然是一个重要课题,这条路依然要走下去。

据了解,梁洪的团队目前正在研究如何更精确地控制蟑螂的前进方向。相关论文发表在英国皇家学会出版的《界面》杂志上。

国外研究

生物学家罗伯特 富尔同样致力于蟑螂的研究。机器人要如何学会在崎岖地形上保持稳定,颠倒行走,在空中做出体操动作,以及撞墙却不伤及自身?罗伯特 富尔展示了蟑螂身体的奇妙之处,以及它带给机器人工程师的启示。


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