半機(jī)械甲蟲不太可能成為未來災(zāi)難救援中的英雄

被困在倒塌建筑物或礦井廢墟下的災(zāi)難受害者有一天可能會(huì)被一個(gè)微小而不太可能的救世主救出：一只背著背包的甲蟲。

研究人員在半機(jī)械人技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展，創(chuàng)造了一種半機(jī)械甲蟲，可以在視頻游戲控制器的遠(yuǎn)程引導(dǎo)下攀爬墻壁、障礙物和傾斜表面。

被稱為“ZoBorgs”的半機(jī)械甲蟲是澳大利亞昆士蘭大學(xué)和新南威爾士大學(xué)以及新加坡南洋理工大學(xué)合作的成果。

為了灌注他們的深色甲蟲 （Zophobas morio），研究人員為它們配備了一個(gè)微芯片背包，可以向甲蟲的觸角或前翅發(fā)送電信號(hào)。鞘翅），促使他們向不同的方向移動(dòng)。

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深色甲蟲也被稱為“超級(jí)蠕蟲”，因?yàn)樗鼈兊挠紫x呈蠕蟲狀。這些生物可能會(huì)以多種方式幫助世界。在烹飪方面，它們是脂肪酸和蛋白質(zhì)的豐富來源，常消費(fèi)在墨西哥和泰國等國家。

幼蟲還熱愛用餐在世界上最普遍的塑料之一聚苯乙烯上，聚苯乙烯用于制造常見的便利設(shè)施，如包裝材料和一次性餐具。這對(duì)甲蟲不利，但是復(fù)制它們?nèi)绾蜗镔|(zhì)可以幫助我們解決塑料垃圾問題。

深色甲蟲的體長可達(dá) 32 毫米（1.26 英寸），高度約為 8 毫米（0.3 英寸），體型小而靈活，具有天生的天賦，使它們能夠在機(jī)器人無法機(jī)動(dòng)的地方機(jī)動(dòng)：在密集、雜亂的碎石的狹小范圍內(nèi)。

特色先進(jìn)科學(xué)，這項(xiàng)新研究利用了甲蟲的自然天賦，并“增加了可編程控件，允許精確的方向引導(dǎo)，而不會(huì)影響甲蟲的壽命，”說昆士蘭大學(xué)機(jī)械與采礦工程學(xué)院的工程師 Thang Vo-Doan。

這些可編程控制通過甲殼蟲背包傳輸，其電極的作用類似于電氣韁繩。刺激觸角會(huì)導(dǎo)致甲蟲轉(zhuǎn)彎、減速或向后行走。刺激兩個(gè)鞘翅會(huì)導(dǎo)致加速或向前行走，而刺激單個(gè)鞘翅會(huì)導(dǎo)致側(cè)向運(yùn)動(dòng)。

因此，ZoBorgs 可以跨越與其身高相等的障礙物，成功率為 92%。他們還可以以 71.2% 的成功率從水平表面移動(dòng)到垂直表面，這是以前無法比擬的半機(jī)械昆蟲或機(jī)器人。

昆士蘭大學(xué)（The University of Queensland）的工程師拉克蘭·菲茨杰拉德（Lachlan Fitzgerald）解釋雖然“這種規(guī)模的機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)方面取得了長足的進(jìn)步，但從水平表面到墻壁的過渡對(duì)它們來說仍然是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。但對(duì) ZoBorgs 來說并非如此。

此外，使用甲蟲意味著研究人員不必設(shè)計(jì)執(zhí)行器、傳感器或控制系統(tǒng)——甲蟲已經(jīng)天生裝備經(jīng)過數(shù)百萬年的進(jìn)化適應(yīng).這些攀爬適應(yīng)包括靈活的粘性腳墊、抓握爪子和堅(jiān)硬但靈活的身體結(jié)構(gòu)。

結(jié)合觸角，昆蟲使用腿部和機(jī)械感受器來感知物理刺激，例如表面紋理和振動(dòng)。

未來的進(jìn)展可能集中在通過結(jié)合慣性測量單元 （IMU） 提供實(shí)時(shí)的非可視化數(shù)據(jù)，如加速度和其他力。

增加一個(gè)緊湊、輕便的視覺攝像頭可以進(jìn)一步增強(qiáng)控制機(jī)制，并且對(duì)于在搜索和救援情況下識(shí)別被困人員是必要的。最后，這里描述的 cyborg 進(jìn)步可能會(huì)激發(fā)機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新，例如結(jié)合類似甲蟲的觸角來提高機(jī)器人的導(dǎo)航能力。

值得注意的是，科學(xué)家們保持了道德實(shí)踐確保甲蟲的健康.與研究中使用的其他動(dòng)物相比，這些甲蟲生活在相對(duì)豪華的環(huán)境中，睡在麥麩床上，吃新鮮的蘋果片。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他們在三個(gè)月的剩余壽命中接受了護(hù)理。

這項(xiàng)研究表明，賽博格科學(xué)正在取得重要進(jìn)展。它可能還不是科幻小說中承諾的機(jī)器人器官，但半機(jī)械甲蟲可能同樣有可能挽救生命。

這項(xiàng)研究發(fā)表在先進(jìn)科學(xué).

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