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09/12/2021
科学家研制 背装电动系统 蟑螂变身灾场搜救员
拼盘 必下 新加坡科学家研制半机械蟑螂,有望应用在未来灾难现场救难
这种半机械蟑螂能够以87%的准确率区分人类和非人类对象。(互联网照片)

(新加坡9日综合电)新加坡南洋理工大学的科学家日前利用“小强”精力旺盛和能在最小的缝隙中自由穿梭的特点,研制出一种电脑和生物混合体,在蟑螂背上安装电动拯救系统,把人人喊打的“小强”派上灾难现场当搜救员。

在灾难现场复杂和危险的情势中,救援队面临的挑战之一就是和时间赛跑,在黄金救援期搜救出被困者。

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研究人员为昆虫配备了一个5.5克的“背包”,里头装配了红外线镜头、二氧化碳感测器和温度/湿度感测器等功能的微芯片。红外线镜头可通过采集温度信号来检测生命,让救援队能在第一时间赶到幸存者的具体位置进行抢救。

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挑选马达加斯加蟑螂测试

研究人员在众多蟑螂种类中,挑选了体积足够大的马达加斯加蟑螂来进行测试。这种蟑螂比一般蟑螂长2公分、平均身长6公分。根据研究人员表示,这种半机械蟑螂能够以87%的准确率区分人类和非人类对象。据估计,在5平方公里的搜救区域内需要大约500只这样的蟑螂搜救员。

另外,使用“小强”的另一原因是昆虫自身精力旺盛,可提供足够能量,因此安装在其背上的电能可以是最少的。由于救援时间紧迫且期限不定,在灾难现场的移动耗电量很大,就连最先进的微型机械人也受到电池局限性问题,未必能维持足够长的时间进行搜救任务。

拼盘 必下 新加坡科学家研制半机械蟑螂,有望应用在未来灾难现场救难
研究人员在马达加斯加蟑螂尾须和背部植入了电机,可轻易操控蟑螂的行动。(互联网照片)
蟑螂植入2电极和微芯片

研究人员在蟑螂身上植入两个电极和一个微芯片后,蟑螂仍然能控制自己腿部的运动,四处乱窜。但科学家们也能透过刺激其神经肌肉部位的电流,轻易操控其移动方向。

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这种半机械蟑螂结合了人类检测算法和自身的导航能力,能够自由穿梭在狭小空间,在复杂且危险地形中探索,大大提升了救援队检测幸存者的敏捷性和效率。

这项研究仍处于发展阶段,工程师们正努力优化“背包”上的微芯片和传感器。研究人员也希望结合使用太阳能电池和生物燃料电池为电池充电,以延长背包运行时间。

这项研究由新加坡南洋理工大学和新加坡内政团队科技局(HTX)合作进行,其负责人表示希望在五年内能够应用部署这种半机械昆虫。

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南洋理工大学
蟑螂
微芯片
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