半機械甲蟲不太可能成為未來災難救援中的英雄

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

研究人員在半機械人技術方面取得了重大進展，創造了一種半機械甲蟲，可以在視頻游戲控制器的遠程引導下攀爬墻壁、障礙物和傾斜表面。

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

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微芯片背包，可以向甲蟲的觸角或前翅發送電信號。鞘翅），促使他們向不同的方向移動。

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深色甲蟲也被稱為“超級蠕蟲”，因為它們的幼蟲呈蠕蟲狀。這些生物可能會以多種方式幫助世界。在烹飪方面，它們是脂肪酸和蛋白質的豐富來源，常消費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施，如包裝材料和一次性餐具。這對甲蟲不利，但是復制它們如何消化物質可以幫助我們解決塑料垃圾問題。

深色甲蟲的體長可達 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，使它們能夠在機器人無法機動的地方機動：在密集、雜亂的碎石的狹小范圍內。

特色先進科學，這項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，而不會影響甲蟲的壽命，”說昆士蘭大學機械與采礦工程學院的工程師 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。刺激觸角會導致甲蟲轉彎、減速或向后行走。刺激兩個鞘翅會導致加速或向前行走，而刺激單個鞘翅會導致側向運動。

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到垂直表面，這是以前無法比擬的半機械昆蟲或機器人。

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

此外，使用甲蟲意味著研究人員不必設計執行器、傳感器或控制系統——甲蟲已經天生裝備經過數百萬年的進化適應.這些攀爬適應包括靈活的粘性腳墊、抓握爪子和堅硬但靈活的身體結構。

結合觸角，昆蟲使用腿部和機械感受器來感知物理刺激，例如表面紋理和振動。

未來的進展可能集中在通過結合慣性測量單元 （IMU） 提供實時的非可視化數據，如加速度和其他力。

增加一個緊湊、輕便的視覺攝像頭可以進一步增強控制機制，并且對于在搜索和救援情況下識別被困人員是必要的。最后，這里描述的 cyborg 進步可能會激發機器人技術的創新，例如結合類似甲蟲的觸角來提高機器人的導航能力。

值得注意的是，科學家們保持了道德實踐確保甲蟲的健康.與研究中使用的其他動物相比，這些甲蟲生活在相對豪華的環境中，睡在麥麩床上，吃新鮮的蘋果片。實驗結束后，他們在三個月的剩余壽命中接受了護理。

這項研究表明，賽博格科學正在取得重要進展。它可能還不是科幻小說中承諾的機器人器官，但半機械甲蟲可能同樣有可能挽救生命。

這項研究發表在先進科學.

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