撰文丨王聪网络配资平台
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
在科幻电影中,我们常看到昆虫被改造成活体机器人的场景。如今,新加坡南洋理工大学的研究团队把科幻变成了现实——他们开发出全球首个昆虫-计算机混合机器人全自动生产线,只需 68 秒就能将一只普通蟑螂改造成可远程控制的“活体机械蟑螂”!
该研究以:Cyborg insect factory: automatic assembly for insect-computer hybrid robot via vision-guided robotic arm manipulation of custom bipolar electrodes 为题,于 2025 年 7 月 28 日发表在了 Nature 子刊Nature Communications上。
论文第一作者 Qifeng Lin,本科毕业于哈尔滨工业大学深圳校区,现为新加坡南洋理工学博士研究生。
为什么选择蟑螂?
该论文揭示了一个反常识的真相:在某些特殊任务中,活体昆虫比人造机器更具优势:
能耗极低:蟑螂自带生物能源系统,无需充电;
地形适应力强:蟑螂能轻松穿越碎石、瓦砾等复杂地形;
负载能力强:蟑螂可携带自身体重 2 倍的设备(约15g)。
革命性控制技术
传统方法需在蟑螂脆弱的触角(直径仅0.6mm)植入电极,成功率低且损伤大。而这项研究首次发现:蟑螂前胸与中胸间的弹性薄膜,竟是天然的“控制面板”。
研究团队设计出了 Y 形双极电极,通过 3D 打印 + 化学镀铜技术制作微型电极,使用 3V 电脉冲刺激特定部位,可在 0.4 秒内控制蟑螂的精准转向(最大转角82.6°)或急停(速度降低68.2%)。
半机械蟑螂制造工厂
该研究真正的突破在于开发了一个全自动装配系统:
1、视觉定位:深度相机识别蟑螂前胸位置(精度达亚毫米级);
2、机械臂操作:机械臂抓取 2.3g 重的电子背包;
3、精准植入:电极刺入蟑螂 0.6mm 厚的弹性薄膜;
4、自动锁定:钩状结构固定在蟑螂后胸甲壳上。
人工装配这样一个半机械蟑螂需要 15 分钟时间,而这一全自动装配系统只需 68 秒,将效率提升了 13 倍,合格率达 86.7%。
半机械蟑螂虫群实战演示
在 2×2m² 的模拟灾后场景中,4 只半机械蟑螂展现出惊人协同能力,通过超宽带定位系统实时追踪,它们在 10 分 31 秒覆盖了 80.25% 的区域,相比之下,单个蟑螂最高覆盖率仅 45.75%。
未来应用展望
研究团队指出,这项技术未来有着多种应用潜力,包括:
灾害搜救:在废墟中寻找幸存者
危险环境探测:核辐射/化学污染区域
分布式传感网络:半机械昆虫集群监测;
这项研究标志着生物混合机器人正式迈入工业化生产时代。或许不久的将来,救灾现场穿梭的不仅有无人机,还有这些半机械蟑螂。研究团队表示,下一步将在这些半机械蟑螂中集成微型摄像头和传感器,让它们真正成为人类的耳目。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-025-60779-1
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