新加坡和日本科学家合作有成,联合研发一种能控制半机械昆虫群的技术,防止它们在复杂地形中受困。有了这一技术后,科学家能利用蟑螂的爬行能力,展开设施检查、废墟搜救等任务。
昆虫具有运动能力,因此与传统机器人相比,半机械昆虫能耗低得多了。在方向指引上,只须施加微小的电,就能产生特定刺激,来引导昆虫朝特定方向前进。当与虫群控制算法相结合时,昆虫移动需求可减少约50%。昆虫的本能会使它们在复杂的地形中前进,并对环境变化做出快速反应,独立地穿越障碍物。
科学家在马达加斯加的发声蟑螂(Madagascar hissing cockroaches)背上安装轻型电路板、传感器和可充电电池,形成自主导航系统,帮助它们在所处环境中穿行,也给它们朝目标行进的提示。
研究经算法指定昆虫的领队,通过领队通知其他昆虫目的地方向,并且协调引导虫群移动。实验结果显示,新虫群算法能让半机械昆虫移动更自由,降低了被障碍物卡住的风险,附近的半机械昆虫也能帮助解救被卡住或翻仰的昆虫。
南洋理工大学、大阪大学和广岛大学星期一(1月6日)联合发布的文告说,科学家在虫群机器人技术上取得重大突破,开发了一种先进的虫群导航算法,可在救灾、搜救和基础设施检测等任务中派上用场。
南大教授佐藤隆(Hirotaka Sato)说:“要开展搜索和检查行动,必须高效地勘测大片区域,而且往往要穿越充满挑战和障碍的地形。一旦半机械昆虫背包上的传感器探测到目标,如搜救任务中的人类或基础设施中的结构缺陷,它们就能通过无线方式向控制系统发出警报。”
新日科学家这项研究成果在英国科学杂志《自然通讯》上发表。佐藤隆说,这项技术有望在搜救任务、基础设施检查和环境监测中发挥作用,弥补传统机器人无法在复杂或狭窄空间作业的不足。
半机械昆虫与传统机器人相比能耗较低
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半机械昆虫(Cyborg insects)是在活体昆虫背上装上微小的电子设备,如光学传感器、红外摄像机、电池和通信天线,进而远程控制它们的行动,以完成特定的检查、搜救等任务。