科學(xué)家研制半機(jī)械昆蟲(chóng) 可用于間諜偵察
時(shí)間：2016-04-08 11:30 來(lái)源：川北在線整理 責(zé)任編輯：沫朵
原標(biāo)題：科學(xué)家研制半機(jī)械昆蟲(chóng) 可用于間諜偵察
通過(guò)向甲蟲(chóng)肌肉中植入電極，科學(xué)家可以 地控制甲蟲(chóng)的行走，從而將甲蟲(chóng)變成半機(jī)械昆蟲(chóng)。
北京時(shí)間4月1日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，新加坡南洋理工大學(xué)科學(xué)家近日通過(guò)向甲蟲(chóng)肌肉中植入電極，從而可以 地控制甲蟲(chóng)的行走。研究人員認(rèn)為，這種半機(jī)械昆蟲(chóng)可以用于幫助人類(lèi)完成許多復(fù)雜的任務(wù)，如間諜偵察、災(zāi)難搜救等。
數(shù)十年來(lái)，科學(xué)家們一直希望能夠從昆蟲(chóng)身上獲得靈感來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)器人，借鑒昆蟲(chóng)數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化經(jīng)驗(yàn)用于機(jī)器人身上。畢竟昆蟲(chóng)是地球上最成功的動(dòng)物，它們的種類(lèi)占人類(lèi)已知的動(dòng)物物種總數(shù)的75%。在過(guò)去二十年中，新加坡南洋理工大學(xué)科學(xué)家放棄了研制能夠模擬昆蟲(chóng)復(fù)雜功能的精密機(jī)器人的思路，他們開(kāi)始嘗試將昆蟲(chóng)本身變成半機(jī)械昆蟲(chóng)。此前，科學(xué)家已經(jīng)成功在活飛蛾的體內(nèi)植入電極來(lái)控制飛蛾的飛行。這樣的半機(jī)械昆蟲(chóng)應(yīng)用極為廣泛，如間諜偵察、災(zāi)難搜救等。
科學(xué)家也承認(rèn)，這種半機(jī)械昆蟲(chóng)與真正的機(jī)器人相比還有許多不足，如生命周期有限等。但是，它們的優(yōu)勢(shì)也很明顯。比如，昆蟲(chóng)本身就是一個(gè)極其完整的成品，而機(jī)器人則需要科學(xué)家將一個(gè)個(gè)微小的部件精密地組裝到一起才可以工作。半機(jī)械昆蟲(chóng)的能耗比同等大小的機(jī)器人要小得多，它們也不需要復(fù)雜的代碼。
在此前的相關(guān)研究中，研究人員通過(guò)連接到昆蟲(chóng)觸角或大腦中的電極發(fā)送電流信號(hào)刺激昆蟲(chóng)行走。然而，這種方式被證明是不可靠的。新加坡南洋理工大學(xué)科學(xué)家佐藤裕崇介紹說(shuō)，研究人員常常無(wú)法控制昆蟲(chóng)的速度。佐藤裕崇研究團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有采用將電極連接到觸角或大腦的方式，他們轉(zhuǎn)而將電極連接到昆蟲(chóng)肌肉中以控制它們的行走。科學(xué)家們表示，實(shí)驗(yàn)證明這種方法能夠提高昆蟲(chóng)的靈活性，更貼近實(shí)際應(yīng)用。
研究人員利用巨型花金龜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。巨型花金龜是一種原產(chǎn)于中部非洲的巨型甲蟲(chóng)，身長(zhǎng)可達(dá)8.5厘米。實(shí)驗(yàn)用的巨型花金龜買(mǎi)自臺(tái)灣一家甲蟲(chóng)公司。研究人員在每一只巨型花金龜體內(nèi)植入了8對(duì)電極，這些電極控制著每一只甲蟲(chóng)前腿內(nèi)的8塊肌肉。肌肉被電流刺激后能夠控制腿部伸縮、抬起放下。
科學(xué)家通過(guò)對(duì)甲蟲(chóng)腿部的自然三維動(dòng)作進(jìn)行分析，明白了昆蟲(chóng)行走時(shí)動(dòng)作的發(fā)生順序。然后，他們?cè)O(shè)計(jì)了電流刺激的順序，從而可以 地改變甲蟲(chóng)的邁步頻率及調(diào)整它們的步幅。研究人員表示，接下來(lái)的研究目標(biāo)就是控制昆蟲(chóng)的6條腿�？茖W(xué)家還希望能夠引入監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)半機(jī)械昆蟲(chóng)的位置，并引導(dǎo)它們向特定目標(biāo)前進(jìn)。
科學(xué)家的研究成果發(fā)表于《皇家學(xué)會(huì)界面雜志》之上。
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