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研究人员学会远程控制蟑螂

来自北卡罗来纳州的研究人员开发了一种技术,利用电子接口远程控制蟑螂。

“我们的目标是确定我们是否能与蟑螂创建一个无线生物界面,蟑螂很强壮,能够渗透到小空间,”电子工程助理教授阿尔珀·博兹库尔特(Alper Bozkurt)说,他也是一篇关于这项工作的论文的合著者。

“最终,我们认为这将使我们能够创建一个移动智能传感器网络,利用蟑螂来收集和传输信息,比如在被地震摧毁的建筑中寻找幸存者。”

然而,博兹库尔特说,制造能够在这种不确定的动态条件下工作的小型机器人是非常困难的。这就是为什么该团队决定使用生物蟑螂来代替机器人,因为设计这种规模的机器人是具有挑战性的。

他补充说:“蟑螂是在如此恶劣环境中表演的专家。”

研究人员能够精确地沿着曲线引导蟑螂。

但你不能给蟑螂装上传感器。研究人员需要找到一种成本效益高、电力安全的方法来控制蟑螂,确保蟑螂在确定的参数(如灾难现场)内活动,并引导蟑螂前往特定的兴趣区域。

一项新技术

博兹库尔特团队开发的这项新技术是通过在每只蟑螂(他们使用的是马达加斯加发出嘶嘶声的蟑螂)身上植入一种低成本、重量轻、带有无线接收器和发射器的商用芯片来实现的。蟑螂背包重0.7克,还包含一个微控制器,监控植入电极和组织之间的接口,以避免潜在的神经损伤。微控制器被连接到蟑螂的触角和尾鳍上。

尾鳍是蟑螂腹部的感觉器官,通常用来探测空中的运动,这可能预示着捕食者正在接近,从而导致蟑螂迅速逃跑。但研究人员使用连接在尾须上的电线刺激蟑螂运动。蟑螂认为身后有东西在偷偷靠近,就向前移动。

连接在触角上的电线就像电子缰绳,向蟑螂的神经组织注入少量电荷。这些电荷诱使蟑螂以为触角与物理屏障接触,从而有效地将触角转向相反的方向。

在最近的一项实验中,研究人员能够使用微控制器精确地引导蟑螂沿着不同方向弯曲的直线前进。可以看到实验视频在这里

8月28日,在加州圣地亚哥举行的第34届IEEE医学与生物学工程国际年会上,发表了这篇论文,题为《沿着陆地昆虫生物机器人的轨迹走》。论文作者是北卡罗来纳州立大学的博士生塔米德·拉提夫,博兹库尔特也是该论文的合著者。博兹库尔特此前曾利用植入的电子背包开发过类似的界面来引导飞蛾。

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