“半机械昆虫”有望成救灾奇兵

　　参考消息网3月10日报道 据《日本经济新闻》3月9日报道，身上装有电子设备的“半机械昆虫”有望在灾区救援等领域大显身手。日本和新加坡的研究团队成功实现了对动物群体活动的控制，并引导它们到达特定目的地。而控制昆虫的关键是，强调它们的本能并给予它们“自由”。

　　一支由20只马达加斯加蟑螂组成的队伍，背着“行李”、悠闲地走过沙盘中的一条崎岖道路。每只蟑螂似乎都在随心所欲地移动，但它们巧妙地避开了山脉、瓦砾等障碍物，准确抵达目的地，没有一只掉队。

　　这些蟑螂的背部装有机械装置，人类通过控制这些装置诱导它们前往提前设定的目的地。

　　该装置使用微弱的电流刺激蟑螂的左右触角。这会让蟑螂误以为撞到了什么东西，然后就会朝相反的方向移动。当蟑螂停下来或放慢速度时，研究人员可以通过刺激臀部的感觉器官催促它们继续前进。即使多次重复这种操作，仍能成功引导所有蟑螂到达目的地。

　　这看起来很容易，但要让一群昆虫行动一致听指挥其实相当困难。在机器人群体控制研究领域，通过模仿候鸟的队形驱动机器人是比较主流的方向。然而在应用到“半机械昆虫”身上时就会发现，一旦昆虫被障碍物绊倒就很难恢复原来的姿态。如果昆虫进行的是群体行动，还可能挤作一团无法前进。为了精确地控制它们，需要准确确定每只昆虫的位置，但这将增加设备的尺寸，并会使昆虫的行动受限。

　　大阪大学教授若宫直纪表示：“实现这一目标的关键是，让昆虫能够自觉地追随人类的引导，就像跟团旅游时游客会自觉跟随举着小旗的导游移动一样。”

　　首先，研究人员要在一群“半机械蟑螂”中确定一个领导者，然后控制这只领队蟑螂，引导其前往目的地。在其他个体关注领导者动作的同时，只给与促使它们不要和其他成员走散的刺激，之后就任其自行活动。这种方式不仅减少了人为刺激的频率，也减轻了昆虫的负担。

　　相关技术有望在灾害发生后的搜救工作中大显身手。“半机械昆虫”可以在第一时间发现受困人员，并将其具体位置告知救援队。如果昆虫们都各自行动，可能会有漏掉的区域。但如果它们集体行动，可以提高搜索效率。给每个昆虫个体安装不同用途（比如测定位置或探测气体泄漏）的传感器，比给单个昆虫安装多个传感器效率更高。新加坡南洋理工大学教授佐藤裕崇表示：“在灾害救援活动中使用昆虫将成为一个重要选项。”

　　虽然人类已开始让小型机器人参与灾害救援，但由于这些机器人以电池为动力来源，很难长时间工作。而且，它们在瓦砾较多、起伏不平的地面上很难行进。但昆虫即使在垂直于地面的绝壁上也可以行走自如，抵达人类和机器人无法到达的区域。而且，只有传感器需要电力，昆虫本身不耗电。在完成户外实验后，研究人员将在2025年后开展实用场景测试。

　　目前，日本国内外都掀起了“半机械昆虫”研究热。澳大利亚昆士兰大学的研究团队将目光投向了黄粉虫。黄粉虫坚固的翅非常适合安装机械设备，据说可负载10倍于体重的物体。

　　这项研究仍采用以电刺激操控昆虫行进方向的方法。据信该技术还可以用于监测自然环境和开展生态普查。（编译/刘林）