新智元報道

　　編輯：武穆 桃子

　　【新智元導讀】除了制藥，打不死的小強還有其他用武之處...

　　一提蟑螂，誰不色變？

　　日本科學家還偏偏造出了「賽博」蟑螂...

　　就是它

　　改造后的蟑螂背上有一塊極薄的太陽能電池，還有無線通信裝置。

　　科學家所做這一切的目的是將半機械蟑螂用于環境監測、以及災后救助等。

　　最新研究已于9月5日發表在「npj-柔性電子」期刊上。

　　「賽博」小強

　　蟑螂機器人并不是一個新想法。

　　早在2012年，北卡羅來納州立大學的研究人員就對一種馬達加斯加蟑螂進行實驗。

　　科學家們將背包連接起來，并用電線連接到蟑螂腹部尾端的「尾須」，「尾須」有一左一右兩個，這里有蟑螂的感覺神經。

　　此前已有研究表明，用電脈沖可以刺激蟑螂朝那個方向移動，從而使研究人員能夠控制其運動。

　　2012年的實驗結果表明，蟑螂可以被遠程控制在軌道上行走。

　　然而，要想用這套裝置控制蟑螂，就需要為背包供電。

　　雖然可以使用電池供電，但電池會沒電，那時候，蟑螂機器人將消失得無影無蹤。

　　那用充電站來為電池充電，行不行呢？

　　理論上當然可行，然而考慮到蟑螂機器人為了充電要來回跑，蟑螂機器人表示：我太難了！

　　而且也不利于蟑螂機器人執行緊急任務。

　　因此，最好的解決方案是用太陽能給電池充電。

　　這個解決方案，說來容易做來難。

　　這是因為，雖然人類已經找到了最佳的背包佩戴方式，但對于昆蟲來說，它們高矮胖瘦各不相同，人類覺得合適，它們可不這么想。

　　例如，蟑螂腹部有分段特性，使其能夠在面對凹凸不平的路況，扭曲自己或翻轉自己。

　　如果你把一個粘性背包或充電電池拍在這個部位，就會限制蟑螂的運動，從而使其失去靈活運動的能力。

　　為了成功地將這些太陽能電池等設備集成到小小的蟑螂上，且不影響蟑螂的正?；顒?，研究團隊需要開發一種特殊的背包、超薄的有機太陽能電池模塊，以及一種粘附系統。

　　在福田健次郎的帶領下，Riken團隊對長約6厘米的馬達加斯加蟑螂進行了實驗。

　　Riken團隊測試了許多薄電子薄膜，讓他們的蟑螂進行了一系列實驗，并觀察蟑螂如何根據薄膜的厚度移動。

　　實驗后，Riken團隊決定使用比人類頭發細17倍的模塊。

　　他們使用專門設計的背包，該背包以蟑螂的身體為模型，將無線腿部控制模塊和鋰聚合物電池連接到昆蟲的后背。

　　而專門研制的超薄有機太陽能電池組件，安裝在腹部的背側。

　　由于背包是用彈性聚合物3D打印的，因而能與蟑螂的彎曲表面完美貼合，使剛性電子設備能夠穩定地安裝在胸部一個多月，且不影響蟑螂的自由活動。

　　福田健次郎表示，「安裝在蟑螂上的超薄有機太陽能電池組件，功率輸出達到了17.2 mW的，比目前最先進的生物能量收集裝置的功率輸出大50倍以上」。

　　在一系列實驗中，該團隊展示了該系統如何通過無線系統根據需要引導蟑螂。

　　研究人員按下傳輸裝置上的一個按鈕，向蟑螂發出「右轉」信號

　　就目前而言，研究團隊得到了想要的結果。

　　未來城市救援全靠它

　　在一系列的實驗中，研究人員演示了如何通過無線系統正確引導「賽博」蟑螂的走向。

　　目前來看，它們只能做到這些。

　　日本理研的柔性電子專家Kenjiro Fukuda表示，

　　「目前只有一個無線運動控制系統，因此讓它進行城市救援等應用還是遠遠不夠。而通過集成傳感器和攝像頭等其它所需設備，我們可以利用半機械昆蟲用于此類目的?！?/p>

　　Fukuda指出，攝像頭可能需要更多的電力，但有些傳感器使用的電力很少，便可以集成到今天的系統中。

　　值得注意的是，超薄太陽能電池的設計可以應用在其他昆蟲身上，甚至有可能造出一支由人類控制的昆蟲機器人大軍，其中甲蟲和蟬便是潛在的候選者。

　　提起「賽博」機器人，前段時間，萊斯大學的科學家就研究出了「死靈蜘蛛」，能夠抓取同類，簡直讓人皮發毛。

　　但最后，那些蜘蛛都死了，而這次試驗中的蟑螂依然活著。

　　對蜘蛛進行實驗對有些人來說聽起像是一場噩夢，同時也面臨著道德的譴責。

　　這不禁讓人產生一個疑問，用蟑螂做機器人也會涉及倫理問題嗎？

　　研究者表示，

　　我必須承認，當看到蟑螂向某個方向爬行的畫面時，我感到一陣奇怪的……內疚感，或者類似的東西。我想知道這些爬行動物是否能夠理解他們的腿是被違背自己意愿的，以及這個過程是否痛苦。

　　幸運的是，根據與昆蟲有關的研究，蟑螂不會感到疼痛。

　　然而，近年來已經有一些研究著眼于昆蟲可能經歷的情緒狀態，并討論這種研究的倫理意義。

　　Undark雜志最近的一篇文章也討論了昆蟲疼痛的問題，并指出人們仍然缺乏對昆蟲意識的理解。

　　那么，蟑螂究竟會不會痛呢？

　　參考資料：

　　https://www.cnet.com/science/biology/scientists-create-cyborg-cockroaches-controlled-by-solar-powered-backpacks/

　　https://techxplore.com/news/2022-09-robo-bug-rechargeable-remote-controllable-cyborg-cockroach.html

　　https://www.upi.com/Science_News/2022/09/06/japan-riken-scientists-cyborg-cockroaches-solar-powered-backpack-steer-insects/3791662485256/

　　https://www.youtube.com/watch?v=z_jk7JtvHl8