仿昆蟲機器人 災難現場救星

編譯/韋士塔 |2022.10.22
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編譯/韋士塔

科學家及工程師持續研發各種功能的機器人,協助人類執行各種任務;在追求自動化的時代,工業用機器人是最常見的裝置,可以長時間運作,且精準度極高;如今,幾位工程師從昆蟲獲得靈感,正在開發能夠協助搜索及救援、為植物授粉與偵測氣體洩漏的機器人。

麻省理工學院(MIT)的電氣工程助理教授陳凱文(Kevin Chen)指出,能在地震災難現場搜救倖存者的機器蟑螂、能夠嗅出有毒氣體外洩的機器蒼蠅,以及在空中為植物授粉的螢火蟲,不再只是想像中的工具,很有可能成為現實生活中的物品。

陳凱文表示,重型機器人有特定用途,但應用範圍有限。製造體積更輕巧、行動更靈活的機器人,類似昆蟲的移動方式,將可大幅擴展機器人的能力。他說:「有些任務無法靠動物執行,但昆蟲卻能做到,這促使我們的研發團隊開始探索思考仿昆蟲生化機器人的各種可能性。」

MIT的團隊正在製造能夠飛行的機器螢火蟲,能為垂直農場甚至在太空的農作物授粉。陳凱文說:「在太空種植農作物,授粉任務勢必由飛行機器人負責。說實話,10年前我認為像科幻小說,但隨著技術持續升級,我們已能製造體積極小,但性能精細、結構複雜的裝置。」

華盛頓大學(University of Washington)的自主昆蟲機器人實驗室(Autonomous Insect Robotics Laboratory )正在研究一種可用於搜救的機器人。實驗室主任佛勒(Sawyer Fuller)指出:「我們首先研究昆蟲,也已取得很大進展。」

佛勒的團隊正在開發的機器蒼蠅可用於搜救或尋找洩露至空氣的化學物質,以及偵測管道基礎設施的裂縫。佛勒表示,控制機器人移動並把數據傳回接收裝置並不容易,他們正努力克服感測器、電源及零件小型化的問題。

日本理化學研究所染谷薄膜素子研究室(Riken Thin-Film Device Laboratory)的研究人員,已開發出一種「生化昆蟲」,在昆蟲身上安裝可無線控制昆蟲行走方向的刺激迴路與蓄電池,搭配超薄型太陽能電池與溫度感測器,能在救災擔任小型探測機器人。研究人員福田憲二郎表示,這些生化昆蟲可偵測溫度、二氧化碳,在地震搜尋生還者。

專家指出,這類創新的昆蟲機器人,多數仍處於初期研發階段,距離實際應用及商業化仍需數年;然而,這些構想已為多種產業提供極具吸引力的解決方案,包括緊急救援、農業或能源產業。不僅如此,隨著科技不斷進步,相關研究的進展也持續加快,因為電子感測器的體積不斷縮小,性能也持續提升;隨著製造技術進步,生產小型零組件愈來愈容易,也不斷出現續航力更長、體積更迷你的電池。

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