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算法周刊·前沿掃描|蟑螂特遣隊!新加坡團隊給蟑螂背上傳感器在倒塌建築中搜救

2022 年 5 月 16 日 小小哆啦l

澎湃新聞記者 邵文

倒塌的建築物的搜救常常十分困難,人類難以簡單進入。而衆所周知,蟑螂可以通過最微小的縫隙滲入一棟建築,這種與生俱來的能力讓新加坡的工程師們正努力將這種被討厭的昆蟲變成災難現場救援人員的盟友。

第一個賽博蟑螂可以追溯到1997年,當時東京大學的Shimoyama Isao向蟑螂的觸角發送電信號,使其根據受到刺激的天線向左或向右轉。

算法周刊·前沿掃描|蟑螂特遣隊!新加坡團隊給蟑螂背上傳感器在倒塌建築中搜救

現在,新加坡南洋理工大學副教授Hirotaka Sato讓馬達加斯加蟑螂背上5.5克的傳感器背包,攜帶小型紅外攝像頭進入倒塌建築物搜救。新加坡國土安全科技局機器人、自動化和無人系統專業中心主任Cheng Wee Kiang 表示,“我們希望能夠在未來五年內將這些機器人昆蟲部署到該領域。”

Hirotaka Sato(佐藤博高)從事賽博昆蟲(cyberinsect)的研究已有15年,此前對昆蟲一般使用遠程控制的方式,但他開創了一個轉折點——讓昆蟲成爲智能體,直接響應背包中算法傳感器的控制。

馬達加斯加蟑螂的背包中包含一個通信芯片、一個二氧化碳傳感器、一個運動傳感器、一個紅外攝像頭(采集溫度特征來檢測生命)和一個微型電池。使用人類檢測算法,該團隊發現賽博蟑螂可以以87%的准確率區分人類和非人類受試者。

算法周刊·前沿掃描|蟑螂特遣隊!新加坡團隊給蟑螂背上傳感器在倒塌建築中搜救

佐藤博高(坐下,右)和他的團隊

佐藤博高的研究始于四年前,新加坡國土安全科技局 (下簡稱HTX) 和工程公司Klass Engineering and Solutions合作進行。該團隊估計,在大約5平方公裏的搜救區域內需要大約500只這樣的蟑螂。

算法周刊·前沿掃描|蟑螂特遣隊!新加坡團隊給蟑螂背上傳感器在倒塌建築中搜救

之所以選擇馬達加斯加蟑螂是因爲它們能夠承受比人類多10倍的輻射,並且可以在沒有頭部的情況(通過側面的氣孔呼吸)下存活7天。這些蟑螂中有100到200只被安置在新加坡南洋理工大學機械與航空航天工程學院實驗室的容器中。研究員用二氧化碳對其進行麻醉,然後小心刮掉蟑螂背部的蠟,再將兩個電極和一個微芯片連接到其背部。

算法周刊·前沿掃描|蟑螂特遣隊!新加坡團隊給蟑螂背上傳感器在倒塌建築中搜救

將電極插入到蟑螂的背部或尾節上

HTX機器人、自動化和無人系統專業中心副主任王家興在接受《THE STAITS TIMES》采訪時表示,“部署一支昆蟲混合機器人(或半機械人)團隊,可以在可能對人類危險且無法進入的狹小空間進行導航,這將保護我們的前線響應者並提高主隊行動的敏捷性和效率。”

該研究處于開發階段,研究員正在努力優化芯片和傳感器,佐藤博高還希望結合使用太陽能電池和生物燃料電池爲電池充電,從而延長背包的運行時間。下一階段就是改進戶外使用的系統,再將背包的生産和自動化安裝到昆蟲上實現商業化。

責任編輯:李躍群

校對:張亮亮

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