日本和新加坡的科学家团队成功研发一种具有电子设备的“半机械昆虫”,有望在灾区搜救工作中发挥重要作用。该技术通过挖掘昆虫本能并赋予其一定的活动自由来实现对昆虫群体行为的控制。
一个由20只马达加斯加蟑螂组成的团队被装配了特殊机械装置,使其能够顺利穿过沙盘中的复杂地形。每只昆虫在移动时似乎随意而行,却巧妙避开了障碍,准确到达设定目的地,整个团队行动协调一致,无一掉队。

这些蟑螂的背部附有电子设备,通过刺激其触角以微弱电流控制行进方向。当蟑螂停下或减速时,研究人员可通过刺激其腹部感官使其继续前进,即便多次重复操作,仍能精确引导蟑螂到达目的地。
尽管听起来简单,但协调昆虫群体行动实际上充满挑战。传统的机器人群控通常模仿候鸟队形,在昆虫上应用时,由于障碍物可能导致昆虫无法恢复原姿态,一旦昆虫聚集过密,就难以前进。精准定位每只昆虫虽可提高控制效果,但这也增加了设备的大小和限制昆虫行动。
大阪大学教授若宫直纪指出,实现这一目标的核心是让昆虫自主跟随人类引导,如同旅游团的游客自觉跟随举旗导游。研究人员首先在群体中选定领队蟑螂,以指挥其到达目的为目标。其他成员则关注领队行动,同时给予轻微刺激以避免走散,并释放其自由活动。这降低了干预频率并减轻了昆虫的负担。
此技术在灾害救援中将展现出色效用。“半机械昆虫”可快速定位受困人员并通知救援队。相比单个独立昆虫行动,集体行动能提高搜索效率。向每只个体安装不同功能传感器(如位置测定或气体检测)比多个传感器装在单个昆虫效率更高。新加坡南洋理工大学教授佐藤裕崇表示:“昆虫用于灾害救援将成为重要选择。”
虽然小型机器人已参与救援,但由于电池限制难以长时间工作,且在复杂地形上行进困难。昆虫则能在垂直地面上自由行走,到达人类和机器人难以抵达的区域。仅传感器需用电,昆虫自身不耗电。户外实验完成后,研究人员计划在2025年开展实用场景测试。
当前,日本及海外研究机构正积极探索“半机械昆虫”技术。澳大利亚昆士兰大学团队聚焦黄粉虫,其坚固翅膀适合装载设备,可负荷自身体重10倍的物体。该研究仍采用电刺激操控昆虫方向,技术还可用于环境监测及生态调查。(编译/刘林)
