慎点！日本人把小强改造成这样，顺手还发了篇Nature子刊

新智元报道  

编辑：武穆 桃子

【新智元导读】除了制药，打不死的小强还有其他用武之处...

一提蟑螂，谁不色变？

日本科学家还偏偏造出了「赛博」蟑螂...

就是它👇

改造后的蟑螂背上有一块极薄的太阳能电池，还有无线通信装置。

科学家所做这一切的目的是将半机械蟑螂用于环境监测、以及灾后救助等。

最新研究已于9月5日发表在「npj-柔性电子」期刊上。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41528-022-00207-2

「赛博」小强

蟑螂机器人并不是一个新想法。

早在2012年，北卡罗来纳州立大学的研究人员就对一种马达加斯加蟑螂进行实验。

科学家们将背包连接起来，并用电线连接到蟑螂腹部尾端的「尾须」，「尾须」有一左一右两个，这里有蟑螂的感觉神经。

此前已有研究表明，用电脉冲可以刺激蟑螂朝那个方向移动，从而使研究人员能够控制其运动。

2012年的实验结果表明，蟑螂可以被远程控制在轨道上行走。

然而，要想用这套装置控制蟑螂，就需要为背包供电。

虽然可以使用电池供电，但电池会没电，那时候，蟑螂机器人将消失得无影无踪。

那用充电站来为电池充电，行不行呢？

理论上当然可行，然而考虑到蟑螂机器人为了充电要来回跑，蟑螂机器人表示：我太难了！

而且也不利于蟑螂机器人执行紧急任务。

因此，最好的解决方案是用太阳能给电池充电。

这个解决方案，说来容易做来难。

这是因为，虽然人类已经找到了最佳的背包佩戴方式，但对于昆虫来说，它们高矮胖瘦各不相同，人类觉得合适，它们可不这么想。

例如，蟑螂腹部有分段特性，使其能够在面对凹凸不平的路况，扭曲自己或翻转自己。

如果你把一个粘性背包或充电电池拍在这个部位，就会限制蟑螂的运动，从而使其失去灵活运动的能力。

为了成功地将这些太阳能电池等设备集成到小小的蟑螂上，且不影响蟑螂的正常活动，研究团队需要开发一种特殊的背包、超薄的有机太阳能电池模块，以及一种粘附系统。

在福田健次郎的带领下，Riken团队对长约6厘米的马达加斯加蟑螂进行了实验。

Riken团队测试了许多薄电子薄膜，让他们的蟑螂进行了一系列实验，并观察蟑螂如何根据薄膜的厚度移动。

实验后，Riken团队决定使用比人类头发细17倍的模块。

他们使用专门设计的背包，该背包以蟑螂的身体为模型，将无线腿部控制模块和锂聚合物电池连接到昆虫的后背。

而专门研制的超薄有机太阳能电池组件，安装在腹部的背侧。

由于背包是用弹性聚合物3D打印的，因而能与蟑螂的弯曲表面完美贴合，使刚性电子设备能够稳定地安装在胸部一个多月，且不影响蟑螂的自由活动。

福田健次郎表示，「安装在蟑螂上的超薄有机太阳能电池组件，功率输出达到了17.2 mW的，比目前最先进的生物能量收集装置的功率输出大50倍以上」。

在一系列实验中，该团队展示了该系统如何通过无线系统根据需要引导蟑螂。

研究人员按下传输装置上的一个按钮，向蟑螂发出「右转」信号

就目前而言，研究团队得到了想要的结果。

未来城市救援全靠它

在一系列的实验中，研究人员演示了如何通过无线系统正确引导「赛博」蟑螂的走向。

目前来看，它们只能做到这些。

日本理研的柔性电子专家Kenjiro Fukuda表示，

「目前只有一个无线运动控制系统，因此让它进行城市救援等应用还是远远不够。而通过集成传感器和摄像头等其它所需设备，我们可以利用半机械昆虫用于此类目的。」

Fukuda指出，摄像头可能需要更多的电力，但有些传感器使用的电力很少，便可以集成到今天的系统中。

值得注意的是，超薄太阳能电池的设计可以应用在其他昆虫身上，甚至有可能造出一支由人类控制的昆虫机器人大军，其中甲虫和蝉便是潜在的候选者。

提起「赛博」机器人，前段时间，莱斯大学的科学家就研究出了「死灵蜘蛛」，能够抓取同类，简直让人皮发毛。

但最后，那些蜘蛛都死了，而这次试验中的蟑螂依然活着。

对蜘蛛进行实验对有些人来说听起像是一场噩梦，同时也面临着道德的谴责。

这不禁让人产生一个疑问，用蟑螂做机器人也会涉及伦理问题吗？

研究者表示，

我必须承认，当看到蟑螂向某个方向爬行的画面时，我感到一阵奇怪的……内疚感，或者类似的东西。我想知道这些爬行动物是否能够理解他们的腿是被违背自己意愿的，以及这个过程是否痛苦。

幸运的是，根据与昆虫有关的研究，蟑螂不会感到疼痛。

然而，近年来已经有一些研究着眼于昆虫可能经历的情绪状态，并讨论这种研究的伦理意义。

Undark杂志最近的一篇文章也讨论了昆虫疼痛的问题，并指出人们仍然缺乏对昆虫意识的理解。

那么，蟑螂究竟会不会痛呢？

参考资料：

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