值10万美元微型无人机,美军嫌贵!给蝗虫做手术,秒变机器人
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  • 白雨思
  • 2020-08-31 08:36:35 0

2020年8月,圣路易斯华盛顿大学的研究团队在《生物传感器和生物电子学:X》期刊上发布了他们的研究成果。研究团队利用电极、发射器、少量胶水及昆虫手术,成功展示了受人类操控的半机械蝗虫识别爆炸性化合物的能力。这意味着未来战场上可能会出现这种机器人昆虫的身影。

研究显示,这种大型食草动物不仅能区分TNT、DNT、RDX、PETN和硝酸铵等爆炸性化学物质的蒸汽,还能在一秒钟内确定气味来源。虽然人类已经训练狗凭借敏锐的嗅觉来检测爆炸物,但狗存在一些局限性,比如高昂的训练成本、可能因讨好训练员而产生的误判,以及人类与狗之间的情感联系。相比之下,蝗虫则没有这些问题。此外,半机械蝗虫的成本远低于小型机器人。

设想一下这样的场景:随着翅膀振动和触角闪烁,蝗虫飞到了指定位置。从笼中释放出来后,它们组成蜂群穿越街道,根据TNT的气味进行调整和训练。首先发现了一处爆炸装置,随后又发现了另一处,它们隐藏在松散的纸板和假岩石后面。监测器上的蝗虫在平板电脑上标记出炸弹的位置,等待蜂群发现更多潜在威胁。

每只蝗虫都能在广阔的植被中生存,是潜在的自供电、自主导航的载体,可以作为有用的传感器组件。为蝗虫装备自然传感器背包,是机器人昆虫研究的一项前沿技术,由DARPA领导的研究团队实现。最初,研究者致力于开发高效的微型仿生昆虫机器人。这些“微型仿生飞行器”旨在进入狭小空间,人类和哺乳动物难以涉足。

然而,让昆虫大小的机器人飞行是一项挑战,因为动力和工程技术面临巨大障碍。例如,美国研发的黑黄蜂微型无人机已经达到了当前技术水平的极限,但仍需携带电池、摄像头和控制系统。尽管价格已从最初的10万美元下降到约2万美元,DARPA团队认为,不如直接将昆虫转化为有用的机器人。

这项研究涉及在蟑螂体内植入大量电动背包,以及在蝗虫背上安装微控制器以实现控制。这些半机械昆虫还提供了多种潜在的传感器平台,因为蝗虫能够自行满足能量需求。华盛顿大学的研究人员开发了一种方法,将电极植入蝗虫大脑,使其能够自行进食。部署后,它们可以在田野中觅食数天。如果能在蝗虫背上安装一个为传感器供电的小型电池和电子背包,将是可行的。

研究发现,蝗虫在群体中工作表现更为出色。当使用七只蝗虫的数据时,爆炸物检测的准确率可达80%,而单只蝗虫的准确率为60%。迄今为止,这些结果仅在实验室中取得,但如果美军继续对使用蝗虫作为低成本的一次性传感器感兴趣,预计将会看到现场测试,并最终应用于战场。只有到那时,我们才能确定电子化改造的昆虫是否值得尝试。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 白雨思
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