日本科學(xué)家的新能源蟑螂,治好了誰(shuí)的地震恐懼
在看科幻電影的時(shí)候,我常會(huì )羨慕主角的義體改造。
先進(jìn)技術(shù)的加持,讓這些人仿佛飛天遁地、無(wú)所不能。
我一度相信這會(huì )是人類(lèi)的未來(lái),義體改裝最終會(huì )像手機一樣成為我們生活的必需品。
但我萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到,在現實(shí)生活中。
第一個(gè)被批量“光榮進(jìn)化”的物種竟然是蟑螂。
天降大任于蟑螂
馬達加斯加蟑螂(Gromphadorhina portentosa),蟑螂家族里的“巨無(wú)霸”。
和其他“嬌滴滴”的同族親戚不同,馬達加斯加蟑螂的身材足有5-7.5厘米長(cháng),且最高奔跑速度接近5公里/小時(shí),約等于每秒移動(dòng)1.3米。
倘若把這個(gè)速度代入到人類(lèi)身上,那它的移動(dòng)速度將高達160公里/小時(shí),哪怕是小說(shuō)里的“神行太?!痹谄涿媲耙惨試@不如。
除移動(dòng)速度極快外,馬達加斯加蟑螂還擁有著(zhù)攀爬能力強、配備抗壓外骨骼、能在狹小復雜地形中迅速穿梭等特點(diǎn)。
怎么樣?
是不是感覺(jué)它聽(tīng)起來(lái)就像是人類(lèi)科學(xué)家一直想要研發(fā)的“快反機器人”一樣?
在2022年,一些日本科學(xué)家看中了馬達加斯加蟑螂那出色的生物性能,并通過(guò)安裝電子模塊的方式,把這些丑丑的小家伙爆改成了聽(tīng)從人類(lèi)指令的“智能機器螂”。
更具體地講,這些研究人員先根據蟑螂的生物特征,使用聚合物定制了一份完美貼合其身體表面的“小背包”。然后又在背包的幫助下,把無(wú)線(xiàn)腿部控制模塊、聚合物鋰電池、太陽(yáng)能電池組件依次組裝到了蟑螂的身體上。
得益于現代技術(shù)的加持,這些科學(xué)家可以通過(guò)電脈沖信號手動(dòng)刺激蟑螂的神經(jīng)系統,進(jìn)而控制蟑螂的身體,把它變成一具“遙控蟑螂車(chē)”。而且在太陽(yáng)能電池模塊的幫助下,整套系統的輸出功率高達 17.2 mW,這比當時(shí)最先進(jìn)的活體昆蟲(chóng)能量收集裝置還要高大約50倍。
對整個(gè)研究小組而言,他們的研究成果堪稱(chēng)蟑螂界的“新能源續航王”。
新能源蟑螂到底有什么用
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,今年一個(gè)來(lái)自新加坡南洋理工大學(xué)的研究小組升級了“新能源蟑螂”的生產(chǎn)工藝。
他們會(huì )先用二氧化碳對蟑螂實(shí)施麻醉,隨后派遣擁有視覺(jué)、深度學(xué)習功能的機器人為每一個(gè)蟑螂自動(dòng)建立最佳植入點(diǎn)。一舉將“新能源蟑螂”的生產(chǎn),從手搓作坊時(shí)代升級到了流水線(xiàn)時(shí)代。
目前其產(chǎn)能可達到68秒/只。
在應用場(chǎng)景層面,曾有研究人員表示這種“新能源蟑螂”要比“純機器人”擁有更高的靈活性和適應能力。畢竟蟑螂自帶大腦,在復雜情況面前,生物反應要遠比機器運算來(lái)得簡(jiǎn)單粗暴。
這種先發(fā)優(yōu)勢,可以讓“新能源蟑螂”在發(fā)生爆炸、地震、輻射事故等特殊場(chǎng)景時(shí)執行搜救任務(wù)。最終在通過(guò)各種崎嶇地形后,將人類(lèi)幸存者的位置反饋給救援小組。
倘若執行救援任務(wù)的“新能源蟑螂”基數夠大,它們甚至能趕在救援小組到達之前,就將急救藥物等物資送給受困人員。
是的,有朝一日。
在發(fā)生那些令人膽寒的意外事件時(shí),浩浩蕩蕩的“新能源蟑螂”將會(huì )踏著(zhù)七彩祥云,成為拯救人類(lèi)的英雄。
但僅就目前而言,“新能源蟑螂”的研究重心仍是無(wú)線(xiàn)運動(dòng)控制系統,而傳感器、攝像頭等裝備還沒(méi)有徹底實(shí)現“蟑螂義體化”。更別提增加電子設備,也就意味著(zhù)蟑螂背包的輸出功率、蓄能水平需要二次升級,這些都不是能在短時(shí)間內攻克的難題。
換句話(huà)來(lái)說(shuō),雖然“新能源蟑螂”被科學(xué)家們寄予了厚望,但它的救援設想仍停留在PPT層面。如果現在把它們交給普通人,那這東西最大的用處或許就是拿出來(lái)嚇好homie(好朋友)一跳。
人類(lèi)對半機械生物追求不僅于此
半機械生物(cyborg)這個(gè)詞最早在20世紀60年代被提出,人們對它的原始定義來(lái)自于探索太空的半機器人設想,后來(lái)代指一切在有機體中整合了無(wú)機部件的生物。
而人類(lèi)對cyborg的探索,也遠比我們想象的要狂野。
除了剛才提到的“新能源蟑螂”,我們還有通過(guò)微電流刺激大腦實(shí)現行為自定義的“半機械大鼠”;通過(guò)腦電波控制機械手和人類(lèi)PK石頭剪刀布的“半機械獼猴”等。
這些可敬的動(dòng)物伙伴,正和研究人員一起推進(jìn)著(zhù)人類(lèi)科技的進(jìn)步。
當然,人類(lèi)當中也從不缺乏體驗新技術(shù)的勇敢者。
在2002年,科學(xué)家Kevin Warwick為了探索升級大腦的可行性,在自己的神經(jīng)系統中植入了一塊有百個(gè)電極的芯片。事后他的妻子同樣選擇為科技獻身,在自己的神經(jīng)系統中植入了電極。
相傳這對夫妻完成了人類(lèi)歷史上第一次腦對腦交流,在各種意義上真正成為了彼此的“靈魂伴侶”。
另在2004年,英國藝術(shù)家Neil Harbisson為突破人類(lèi)可見(jiàn)光的極限,選擇在頭部植入了一根連接頭骨的天線(xiàn)。試圖通過(guò)頭骨的不斷震動(dòng),去發(fā)現那些人類(lèi)肉眼無(wú)法看見(jiàn)的光波。
到了現代,最廣為人知的cyborg設想莫過(guò)于馬斯克的腦機接口計劃。他正試圖將電極部件植入人類(lèi)大腦,并利用電流的傳遞,實(shí)現人腦和電腦的“無(wú)縫交流”。
從20世紀60年代提出設想,再到2024年Neuralink完成首例人類(lèi)大腦設備植入手術(shù)。
那些人類(lèi)歷史上最瘋狂的技術(shù)幻想,正在一步步成為現實(shí)。
而生在這個(gè)時(shí)代的我們,也將成為這一切的見(jiàn)證者和親歷者。
參考:
科普中國:一只6厘米的大蟑螂,有一天可能救你的命
中國科學(xué)院半導體研究所:半機械人,就在你身邊
廣西科協(xié):科學(xué)新知|可充電遙控半機械“小強”現身,能幫助檢查危險區域或監測環(huán)境
cnBeta:半機械蟑螂大軍現在可以以每68秒一只的速度批量生產(chǎn)
npj Flexible Electronics:Integration of body-mounted ultrasoft organic solar cell on cyborg insects with intact mobility