算法周刊·前沿扫描|蟑螂特遣队!新加坡团队给蟑螂背上传感器在倒塌建筑中搜救

澎湃新闻记者 邵文

2022-05-15 18:31 来源:澎湃新闻

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倒塌的建筑物的搜救常常十分困难,人类难以简单进入。而众所周知,蟑螂可以通过最微小的缝隙渗入一栋建筑,这种与生俱来的能力让新加坡的工程师们正努力将这种被讨厌的昆虫变成灾难现场救援人员的盟友。
第一个赛博蟑螂可以追溯到1997年,当时东京大学的Shimoyama Isao向蟑螂的触角发送电信号,使其根据受到刺激的天线向左或向右转。
现在,新加坡南洋理工大学副教授Hirotaka Sato让马达加斯加蟑螂背上5.5克的传感器背包,携带小型红外摄像头进入倒塌建筑物搜救。新加坡国土安全科技局机器人、自动化和无人系统专业中心主任Cheng Wee Kiang 表示,“我们希望能够在未来五年内将这些机器人昆虫部署到该领域。”
Hirotaka Sato(佐藤博高)从事赛博昆虫(cyberinsect)的研究已有15年,此前对昆虫一般使用远程控制的方式,但他开创了一个转折点——让昆虫成为智能体,直接响应背包中算法传感器的控制。
马达加斯加蟑螂的背包中包含一个通信芯片、一个二氧化碳传感器、一个运动传感器、一个红外摄像头(采集温度特征来检测生命)和一个微型电池。使用人类检测算法,该团队发现赛博蟑螂可以以87%的准确率区分人类和非人类受试者。
佐藤博高(坐下,右)和他的团队

佐藤博高(坐下,右)和他的团队

佐藤博高的研究始于四年前,新加坡国土安全科技局 (下简称HTX) 和工程公司Klass Engineering and Solutions合作进行。该团队估计,在大约5平方公里的搜救区域内需要大约500只这样的蟑螂。
之所以选择马达加斯加蟑螂是因为它们能够承受比人类多10倍的辐射,并且可以在没有头部的情况(通过侧面的气孔呼吸)下存活7天。这些蟑螂中有100到200只被安置在新加坡南洋理工大学机械与航空航天工程学院实验室的容器中。研究员用二氧化碳对其进行麻醉,然后小心刮掉蟑螂背部的蜡,再将两个电极和一个微芯片连接到其背部。
将电极插入到蟑螂的背部或尾节上

将电极插入到蟑螂的背部或尾节上

HTX机器人、自动化和无人系统专业中心副主任王家兴在接受《THE STAITS TIMES》采访时表示,“部署一支昆虫混合机器人(或半机械人)团队,可以在可能对人类危险且无法进入的狭小空间进行导航,这将保护我们的前线响应者并提高主队行动的敏捷性和效率。”
该研究处于开发阶段,研究员正在努力优化芯片和传感器,佐藤博高还希望结合使用太阳能电池和生物燃料电池为电池充电,从而延长背包的运行时间。下一阶段就是改进户外使用的系统,再将背包的生产和自动化安装到昆虫上实现商业化。
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责任编辑:李跃群
校对:张亮亮
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 蟑螂,搜救,芯片

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