在地震、塌方等災難現場,小型機械人和無人機常被用於搜救。然而,面對廢墟中極其狹窄的縫隙,人類製造的機械往往難以施展拳腳。如今,一項最新的科研成果為我們提供了一條全新思路:將體型健壯的昆蟲改造成半機械搜救員,讓它們深入險境,拯救生命。
來自昆士蘭大學和新南威爾斯大學的聯合研究團隊開發出了一款名為Paraborg的「半機械蟑螂」。它不僅能在廢墟中尋找被困人員,還能在關鍵時刻為傷者實施急救。雖然讓蟑螂來治病聽起來有些讓人毛骨悚然,但在爭分奪秒的災難現場,這些小傢伙或許能為人類救援贏得寶貴的黃金時間。
昆士蘭大學的生物機械人專家Tan Vo Doan在發佈會上表示,過去幾十年裏,半機械昆蟲主要被用於搜索和偵察任務,而他們的研究則希望在此基礎上更進一步。
研究團隊選用的是原產於昆士蘭北部的巨無霸掘地蟑螂。這種蟑螂體型巨大,身長可達87毫米,體重達40克,外殼堅硬,非常適合攜帶救援和醫療設備。利用這一體型優勢,研究人員設計了兩種不同功能的Paraborg:一種配備了微型攝像頭,用於實時傳送廢墟內部受害者的畫面;另一種則搭載了自動注射裝置,能為傷員輸送急救藥物。
蟑螂能夠承受高達自身體重1.5倍的負重。在實際測試中,搭載了注射裝置的蟑螂高度僅增加了15毫米,重量增加了17克,這並沒有對它們的正常活動產生明顯影響。在改裝過程中,研究人員在麻醉狀態下為蟑螂植入電極和微晶片,並在設備拆除後讓它們像普通蟑螂一樣正常生活。
研究人員通過在蟑螂的觸角和尾須(腹部末端的一對感覺器官)植入電極並釋放電刺激,從而實現對它們行進方向和速度的遠程遙控。獨立刺激一側的觸角可以引導它轉向,而同時刺激兩側的尾須則能控制其爬行速度。通過測試,10到40赫茲的電流刺激效果最好,如果頻率超過50赫茲,遙控效果就會逐漸減弱。
最精妙的設計在於它的微型注射系統。該系統利用彈簧釋放注射針頭,並觸發檸檬酸與小蘇打兩個密封腔體之間的化學反應。這兩種物質接觸後產生二氧化碳氣體,產生的氣壓會推動注射器的活塞,從而將藥物注入目標體內。
實驗中,研究人員遙控半機械蟑螂從起點出發,成功穿過3個關關卡,並對模擬目標進行了注射。結果顯示,在距離目標150毫米範圍內的近距離注射成功率高達95%。而從出發到完成注射的整個任務鏈成功率也達到了72%。此外,研究團隊還成功展示了團隊協作:一隻搭載攝像頭的蟑螂負責在前方尋找目標,另一隻攜帶注射器的蟑螂則跟進實施注射。


雖然在此之前,該團隊曾開發出能攀爬垂直牆壁的半機械甲蟲,但他們指出,體型更大的巨型蟑螂更適合攜帶精密的急救設備。不過,目前的實驗仍是在實驗室理想環境下進行的,尚未模擬實際災難現場中瓦礫密佈、地形崎嶇的複雜環境。
Tan Vo Doan表示,如果能獲得足夠的資金支持以加快研發和野外測試,這支由半機械昆蟲組成的特殊救援隊有望在5到10年內正式投入災難現場。他認為,與其建造一個功能全包的複雜機械人,不如充分利用不同昆蟲的天然優勢,讓它們分工合作,各司其職。



