南大與兩日本大學研發蟲控技術 半機械昆蟲變身搜救先鋒 | 聯合早報
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新加坡和日本科學家合作有成,聯合研發一種能控制半機械昆蟲羣的技術,防止它們在複雜地形中受困。有了這一技術後,科學家能利用蟑螂的爬行能力,展開設施檢查、廢墟搜救等任務。
半機械昆蟲(Cyborg insects)是在活體昆蟲背上裝上微小的電子設備,如光學傳感器、紅外攝像機、電池和通信天線,進而遠程控制它們的行動,以完成特定的檢查、搜救等任務。
南洋理工大學、大阪大學和廣島大學星期一(1月6日)聯合發佈的文告説,科學家在蟲羣機器人技術上取得重大突破,開發了一種先進的蟲羣導航算法,可在救災、搜救和基礎設施檢測等任務中派上用場。
科學家在馬達加斯加的發聲蟑螂背上安裝輕型電路板、傳感器和可充電電池,形成自主導航系統,幫助它們在所處環境中穿行,也給它們朝目標行進的提示。 (南洋理工大學提供)
科學家在馬達加斯加的發聲蟑螂(Madagascar hissing cockroaches)背上安裝輕型電路板、傳感器和可充電電池,形成自主導航系統,幫助它們在所處環境中穿行,也給它們朝目標行進的提示。
研究經算法指定昆蟲的領隊,通過領隊通知其他昆蟲目的地方向,並且協調引導蟲羣移動。實驗結果顯示,新蟲羣算法能讓半機械昆蟲移動更自由,降低了被障礙物卡住的風險,附近的半機械昆蟲也能幫助解救被卡住或翻仰的昆蟲。
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半機械昆蟲與傳統機器人相比能耗較低
昆蟲具有運動能力,因此與傳統機器人相比,半機械昆蟲能耗低得多了。在方向指引上,只須施加微小的電,就能產生特定刺激,來引導昆蟲朝特定方向前進。當與蟲羣控制算法相結合時,昆蟲移動需求可減少約50%。昆蟲的本能會使它們在複雜的地形中前進,並對環境變化做出快速反應,獨立地穿越障礙物。
南大教授佐藤隆(Hirotaka Sato)説:“要開展搜索和檢查行動,必須高效地勘測大片區域,而且往往要穿越充滿挑戰和障礙的地形。一旦半機械昆蟲揹包上的傳感器探測到目標,如搜救任務中的人類或基礎設施中的結構缺陷,它們就能通過無線方式向控制系統發出警報。”
新日科學家這項研究成果在英國科學雜誌《自然通訊》上發表。佐藤隆説,這項技術有望在搜救任務、基礎設施檢查和環境監測中發揮作用,彌補傳統機器人無法在複雜或狹窄空間作業的不足。