虫虫特工队：小强穿上“科技战袍”，变身人类救援搭档

新闻眼在缅甸遭遇强烈地震后，救灾的队伍里多了一支特殊的搜救小队——10只背着特制相机包的蟑螂。这是半机械蟑螂首次参与地震救援，而且，它们做得很不错。想象一下这个画面，在被压在地下的时候，在缝隙中出现了熟悉的小强……

图源：南方日报

如果评选「人类最熟悉的陌生邻居」，蟑螂大概能稳坐前三甲。这种身披油亮铠甲的小生物，总在深夜上演恐怖片桥段：你刚打开橱柜想偷吃泡面，它突然以百米冲刺的速度表演“闪电漂移”；你抄起拖鞋准备正义执行，它却一个急转弯钻进墙缝，徒留你对着地板缝咬牙切齿。更气人的是，它似乎自带读心术——当你拎着杀虫剂全副武装时，它销声匿迹；当你放松警惕时，又在家里发现它悠闲散步的罪证。

但就在人类与蟑螂的“相爱相杀”持续了数千年后，科学家们突然想到：“等等！这货简直是微型机器人界的六边形战士啊！”今天咱们就来聊聊怎样让蟑螂变成人类的助手。

蟑螂拥有惊人的运动能力

就拿马达加斯加蟑螂（Gromphadorhina portentosa）来说，身长大多在5-7.5厘米，但最高奔跑时速接近5公里，相当于每秒1.3米。假如你感觉不到这有多快，换算一下，大概就像人类以160公里的时速飞奔那样。

速度只是一方面。除此之外，马达加斯加蟑螂也和许多蟑螂亲戚一样，拥有灵活伸缩的外骨骼，可以帮助它们把身体挤压到适宜的尺寸，在狭小的空间里自如穿行。

这些优异的运动性能，令大小相近的机器人难以企及，自然也会让科学家着迷。不少研究者喜欢将马达加斯加蟑螂改造成赛博格（cyborg），然后用自己的方式来操控这些半生物半机械的蟑螂。

科学家们想象着有一天，当危险的灾难发生时，一些改造后的蟑螂能潜入人类或传统机器人难以涉足的复杂地形，执行搜索或救援任务。

“半机械蟑螂”参与救援？！是时候了解一下机甲战队实力！视频来源：央视新闻

如何控制昆虫呢？

要想控制半机械昆虫，就必须对其不断进行电刺激。但如何对半机械昆虫的控制系统持续供电，仍然是科学家们面对的最棘手的问题之一。使用燃料电池，不但体积巨大并且还很重，对于昆虫这种小动物来说显然不太适用。科学家们最初的办法是在昆虫体内植入一个收集其体液的装置，装置内的酶可以将体液转化成葡萄糖来为燃料电池提供动力。但最新的科技成果让科学家们改变了做法，他们使用一种超薄、柔性的有机太阳能电池，并让其附着于昆虫的背部，从而为控制系统供电。这种柔性太阳能电池的厚度仅4000纳米，重量几乎可以忽略不计。由于其自身能够随意弯曲，因此也不会影响到昆虫的行动。更为重要的是，柔性太阳能电池的输出功率要比体液转化电池的功率高出数十倍，输出功率能够达到17.2毫瓦。

图源：中国科学报

在新加坡南洋理工大学的一间实验室里，佐藤广隆(Hirotaka Sato) 教授研究团队正在为一批“特殊的昆虫”做最后的准备。这些昆虫是马达加斯加发声蟑螂，它们将接受一种微型电子背包的安装，成为“半机械化昆虫”（cyborg-insects）。

顾名思义，半机械化昆虫是一台结合了活体昆虫和微型电子控制器的“生物机器人”。研制它的目的是希望它们能穿越复杂地形，为灾后搜救、精准农业或物流优化提供支持。

昆虫并未完全成为“傀儡”

值得一提的是，在这项研究中，研究人员并没有破坏昆虫的神经系统以让它们成为“傀儡”。据论文介绍，昆虫携带的背包通过无线信号与昆虫的神经系统连接，控制者可利用电刺激的方式来控制昆虫的运动。

同时，控制信号也不会破坏昆虫的神经系统，而是通过模拟自然的神经信号来引导昆虫执行特定的动作。也就是说，昆虫的基本生理功能和自然行为得以保留，只是它们的行动受到外部控制。

另据佐藤团队观察，这种外在控制并没有显现出对它们生存状态的显著影响。“实验表明，昆虫在执行任务期间并未表现出明显的健康问题或寿命减少。”佐藤解释说，这大概是因为昆虫的活动虽然被控制，但它们依然能够保持基本的生理活性。

佐藤表示，这种技术的关键在于昆虫依然依赖其自然的运动能力和生理机能，电子设备并未完全替代它们的自然反应，而是通过辅助和引导来提升它们的任务完成能力。因此，昆虫在控制下的存活时间与它们自然的生理周期相似，且没有受到显著的影响。

对于未来的研究方向，佐藤广隆表示，后续研究中将结合惯性测量单元（IMU）和超宽带（UWB）技术，进一步提升半机械化昆虫的自主定位能力。同时还将更加真实具体的模拟算法在物流、灾害响应、农业等实际场景中的应用潜力。

谁能想到，几千年来被拖鞋追杀、被杀虫剂围剿的蟑螂，有一天竟能穿上“科技战袍”，摇身变成人类的救援搭档？如今的赛博小强，背上贴着比保鲜膜还薄的太阳能电池，脑袋里装着微型控制器，却依然保留着祖传的缩骨功和闪电漂移——科学家没让它们沦为提线木偶，反而像给超级英雄装了遥控方向盘：既指挥方向，又不妨碍它们发挥种族天赋。

你看，连蟑螂都能“再就业”，这世界果然没什么不可能。