半机械蟑螂或成灾后救援先锋
小型机器人和无人机越来越多地被用于灾害响应，能抵达人类难以进入或过于危险的地方，比如倒塌的建筑物。这类工作大多聚焦于搜救。但一项新研究表明，装上电极的昆虫——凭借能在废墟中钻过更窄缝隙的能力——有望成为下一代急救先锋。
昆士兰大学（UQ）和新南威尔士大学（UNSW）的研究团队开发了“Paraborg”，它不仅能在废墟中搜寻幸存者，还能实施急救。虽然让蟑螂给你做医疗护理听起来有点让人起鸡皮疙瘩，但这种新型半机械昆虫或许有一天能在灾区为人类救援人员争取到宝贵时间。
“过去几十年里，半机械昆虫一直被设计用于‘搜索探索’任务，”昆士兰大学生物机器人研究员 Tan Vo Doan 在一份新闻稿中说，“我们想再往前迈一步。”
团队选用了一种栖息在昆士兰北部的巨型穴居蟑螂来开发 Paraborg，相关成果近期发表在《Advanced Science》期刊上。这种身披“盔甲”的蟑螂体长可达 87 毫米（3.5 英寸），重达 40 克（1.4 盎司）。
借助这种较大的体型，研究团队开发了两种具有不同功能的 Paraborg：一种装有摄像头，用于拍摄受灾人员的情况；另一种配有自动注射装置，用于给药。蟑螂能够承受相当于自身体重 1.5 倍的负载。实际上，安装了注射装置的蟑螂总高度约增加 15 毫米，体重增加约 17 克，研究发现这并未显著影响其正常行动。为了让蟑螂成为这种半机械生物，团队在连接电极和微芯片时对它们进行了麻醉，而在设备移除后，它们便像普通蟑螂一样生活。
研究人员通过将电极植入蟑螂的触角和尾须（腹部后方的一对突出感觉器官），施加电刺激，从而远程操控这只昆虫的行进方向和爬行速度。
通过独立刺激每一根触角，他们能够引导蟑螂转向，而同时刺激两个尾须则能控制其步速。科学家发现超过 50 赫兹的频率会随时间推移逐渐失效，因此将刺激频率设置在 10 至 40 赫兹之间。
注射装置是一个小型设备，通过弹簧系统释放注射针。该机制会触发化学反应，打破装有柠檬酸和装有小苏打的腔室之间的密封。产生的化学反应——基本上和你小时候用小苏打和醋制作“火山”实验时的一样——产生的二氧化碳足以推动注射器的活塞，完成给药。
摄影：昆士兰大学在这项研究中，研究团队远程操控一只蟑螂从起点出发，途经三个检查点，并最终向模拟目标注射药物。
结果显示，在与目标距离 150 毫米以内的近距离注射成功率最高，达到约 95%。而从出发到完成注射的整个任务序列，成功率为 72%。
研究人员还成功演示了协作能力：一只蟑螂用摄像头定位模拟目标，另一只则充当注射器。
尽管研究团队此前已开发出能够攀爬垂直墙壁的机械甲虫，但他们表示，体型更大的蟑螂更适合携带专门的救援和医疗设备。
尽管这项新研究的结果令人振奋，但实验并未复现真实灾难现场复杂的环境条件，例如瓦砾、不平整的地形和不断变化的地形。
Vo Doan 表示，他希望如果能获得资源以加速研究和实地测试，由机械昆虫组成的救援队有望在五年到十年内被部署到真实的灾难现场。
“我们不必建造一台无所不能的机器人，而是可以利用不同昆虫的天然优势，为它们配备执行不同任务的装备。”Vo-Doan 说。
本文原载于 WIRED Japan ，已从日语翻译。