一項最新研究突破了昆蟲與電腦混合機器人(生化蟑螂)的製造瓶頸。科學家團隊成功開發出一套全自動組裝系統,利用AI視覺辨識與機械手臂,能在短短 68秒內完成對馬達加斯加發聲蟑螂的改造,使其成為可遠端遙控的生化機器人。
過去,打造這類生化機器人需仰賴研究人員手動進行精細的手術,將電極植入昆蟲脆弱的觸角或腹部神經系統。此過程不僅耗時(平均每隻約需15分鐘),且成功率高度依賴操作者的技術與經驗。
昆蟲的觸角等組織既微小又柔軟,稍有不慎便會造成永久性傷害,導致不同操作者製造出的生化機器人性能差異甚大。此外,刺激昆蟲的觸角來控制方向,會破壞其天生的障礙物感知能力,可謂得不償失。這些因素都嚴重限制了生化機器人的大規模生產與應用。
為解決上述難題,研究團隊另闢蹊徑,發現刺激蟑螂「前胸背板與中胸之間的節間膜」是更有效的控制點。此處不僅能有效控制方向與速度,且結構相對強韌,更適合植入電極。
基於此發現,團隊設計了特製的雙極電極,並整合了機械手臂、AI視覺定位系統與昆蟲固定裝置,打造出一套全自動化的組裝平台。系統能克服每隻蟑螂體型上的微小差異,透過深度學習技術精準辨識植入位置,並在68秒內完成電極組裝。
實驗結果顯示,自動化組裝的生化蟑螂性能毫不遜於手動組裝的個體,甚至表現更為穩定。它們能實現超過70%的精準轉向,並能將速度降低68.2%。在沿著S型路徑行走的測試中,也展現了準確的方向控制能力。
研究團隊部署了由4隻生化蟑螂組成的「微型團隊」進行協同作業。在一次模擬測試中,這個蟑螂團隊僅用10分31秒,就成功探索了帶有障礙物的複雜地形中高達80.25%的區域。這項成果有力地證明了此自動化技術的可規模性,未來若需部署數百甚至數千個微型機器人進入災區或工廠進行探勘。
研究人員表示,這項工作為昆蟲-電腦混合機器人的自動化生產提供了一個可行的策略,解決了從實驗室走向大規模應用的核心障礙。透過高效且可重複的組裝流程,未來這些「生化蟑螂大軍」將能以更低的成本、更高的效率,投入到災後搜救、管線巡檢、環境監測等過去難以觸及的領域。


