在澳洲昆士蘭大學的一家實驗室,研究員拉克蘭‧菲茨杰拉德(Lachlan Fitzgerald)在做一項生物機械人實驗。他以甲蟲為對象,開發結合生物與機械的混合技術,將昆蟲轉化為半生物、半機械的生物融合機械人(biohybrid robot)。「牠們」可以進入搜救人員難以進入的災難現場,提供有關倖存者位置的資料,甚至運送維生藥物。
用作實驗的是黃粉蟲(darkling beetle,學名tenebrio molitor)。研究團隊將牠浸入冰水中,使牠進入麻醉狀態,之後菲茨杰拉德小心翼翼地將一塊微型電路板固定於其背部,像一個背囊。這個裝置可以向甲蟲的觸角發送電脈衝,控制其行動。
菲茨杰拉德表示,他的目標是建立由生物機器人組成的搜救團隊。這些昆蟲機器人具備天然的靈活性,能夠輕鬆穿越災區的複雜地形,找到倖存者,並作救援。他解釋:「在地震或爆炸等城市災難中,若人類無法安全進入災場,甲蟲機械人可以快速有效地執行搜救任務。」例如可以迅速找到倖存者的位置,並在救援人員到達前提供維生藥物。
目前,研究團隊主要用以測試的,是黃粉蟲和澳洲原生的穴居蟑螂(giant burrowing cockroaches)。這兩種昆蟲均具有極高的適應能力,能在多種環境中生存。與傳統機械人相比,昆蟲的行動無需大量電腦運算,能更靈活地應對各種場景。但目前科學家仍需要更多研究,才能掌握如何控制昆蟲的行為。
然而,關於生物混合機械人的倫理問題的討論也日益激烈。一些專家呼籲加強監管,確保技術不會對實驗生物造成過度影響。菲茨杰拉德表示,自己用以實驗的昆蟲在安上這種裝置後仍能維持正常壽命,這項技術的潛力遠超倫理爭議,他說:「我們應該看到這技術在救援生命方面的重大價值。」
儘管技術仍處於起步階段,菲茨杰拉德相信,幾十年後,生物機器人將在全球災害救援中發揮重要作用,真正改變人類應對危機的方式。
除了昆士蘭大學,還有其他研究人員在運用昆蟲開發先進的生物混合機器人。
2022年,日本科學技術振興機械資助的理化學研究所(RIKEN)的研究人員將太陽能藍牙通訊設備裝置在馬達加斯加蟑螂(Madagascar hissing cockroach),控制蟑螂往特定方向移動。研究所期待未來也可將這技術用於都市救災。
此外,美國北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)iBionics實驗室的科學家也在開發技術,嘗試準確控制蟑螂爬行的方向,期待未來能應用到搜救任務中。
加州理工學院的研究人員也在嘗試將電子起搏器植入水母體內,以控制其潛泳速度,期望未來能用仿生水母作海洋數據收集。而康奈爾大學則開發了由杏鮑菇控制的機器人,可透過真菌的電訊號感知土壤的化學成分,提升農業效率。