版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們

把6厘米的大蟑螂改造成賽博格,它能干什么?探索和救援

科學信仰
原創(chuàng)
泛科學領(lǐng)域創(chuàng)作者。科學是一種規(guī)律,信仰是一種態(tài)度。
收藏

賽博格,這個名詞通常會出現(xiàn)在科幻作品之中,它的意思就是“機械化有機體”。

賽博格與一般的機器人不同,它是由機械和有機體組合而成的,它不像普通的機器人那樣受到程序或他人的控制,思考和行為完全由自身的有機體控制。在科幻作品之中,賽博格通常以改造人的形象出現(xiàn),但在現(xiàn)實之中我們還很難做到這一點,于是科學家們把注意力放在了動物身上,比如一種體長在6厘米左右的大蟑螂。將蟑螂改造成賽博格?這聽來似乎有些諷刺的味道,但這個東西卻大有前景。

馬達加斯加蟑螂是一種僅分布于非洲馬達加斯加島的大體型蟑螂,它的身長在5到7厘米之間。

提到蟑螂,多數(shù)人對它們都沒有什么太好的印象,特別是大體型的蟑螂,很多人想到它們就會心生恐懼,但在世界范圍內(nèi),馬達加斯加蟑螂還是比較受歡迎的,因為它是最常見的寵物蟑螂之一。這種蟑螂擁有極強的攀爬能力,但沒有翅膀,所以不會飛行,而這一點也正是科學家們看上它的原因。

和其它蟑螂一樣,馬達加斯加蟑螂也擁有一副可以自由伸縮的外骨骼,這意味著它們可以通過擠壓身體來實現(xiàn)在狹小空間中的自由穿行,這一點是任何與其體型相近的小型機器人都難以比擬的,再加上其絕佳的攀爬能力和行動速度,絕對是進行探索和搜救的好手。

將蟑螂改造成賽博格是一個極具創(chuàng)意的想法,但也有一些問題,那就是蟑螂的行動是不受控制的,它們并不會每時每刻都處于移動和探索之中,所以必須設法提高它們的探索效率,于是日本大阪大學的一組研究人員想到了用電極刺激加AI控制的方法來提升蟑螂對陌生領(lǐng)域的探索能力。

早前就有科學家發(fā)現(xiàn),蟑螂對于電極刺激十分敏感。

在對蟑螂左尾須進行電刺激時,會導致蟑螂向右轉(zhuǎn)向,如果對右尾須進行電刺激,蟑螂則會向左轉(zhuǎn),如果左右同時進行刺激,那么蟑螂的運動速度則會明顯加快。當然,研究人員并不打算利用這一研究成果將蟑螂變?yōu)檫b控機械,他們要保留蟑螂的自由運動,利用蟑螂自身對于陌生環(huán)境的探索能力來完成狹小空間的探索和搜救任務。

為了實現(xiàn)這一目的,科學家們在蟑螂的身上植入了三個鉑電極,一個位于胸部,另外兩個則分別位于左側(cè)尾須和右側(cè)尾須。

接下來,研究人員為蟑螂背上了一個背包,由于馬達加斯加蟑螂沒有翅膀,所以非常便于安裝背包,在這個背包中裝有慣性測量單元,可以測出蟑螂的加速度和角速度,然后再利用機器學習算法來分析這些數(shù)據(jù),從而得出結(jié)論,蟑螂是否已經(jīng)停止運動,如果發(fā)現(xiàn)蟑螂停止了運動,那么則會啟動電極刺激,讓它們重新運動起來。

為什么要搞這么麻煩呢?直接讓電極間斷性地對蟑螂發(fā)出刺激信號不就行了嗎?

蟑螂并不是機械,它是生命,不斷的刺激將會導致其過度疲勞,因此只有確認蟑螂徹底停下腳步后才能夠?qū)ζ涫┮赃m量的刺激,以提升其探索效率。從實驗結(jié)果來看,按照AI指引接受電刺激的蟑螂,一定時間內(nèi)區(qū)域搜索率增加了68%,行走距離增加了70,休息時間減少了78%,而且蟑螂也沒有因為休息時間減少而出現(xiàn)過度疲勞的問題。未來科學家們考慮再讓蟑螂馱上一塊生物燃料電池,利用蟑螂體液中的海藻糖進行發(fā)電,為智能系統(tǒng)供能,這樣一來賽博格蟑螂便能夠完成長時間的探索和搜救任務了。

評論
演繹無限精彩!
大學士級
科學家們想象著,一些改造后的蟑螂能潛入人類難以涉足的復雜地形,在狹小的空間里尋找災難幸存者,執(zhí)行搜索或救援任務。未來人類可能靠它拯救。
2023-08-01
內(nèi)蒙古四子王旗
大學士級
不負「打不死的小強」之名,在半機械蟑螂之外,蟑螂還有許多種用法。我不認為蟑螂很可愛,但它們創(chuàng)造了一個偉大的科學模型。
2023-08-01
坦 蕩 蕩
少師級
將蟑螂改造成賽博格是一個極具創(chuàng)意的想法,在不久的將來將會付諸實施。
2023-08-01