北京
這套裝置能讓馬達加斯加發(fā)聲蟑螂在水下呼吸、存活并主動行進，最長可達三小時。
如果有人被困在地震災區(qū)被泥水淹沒的廢墟下，他們最意想不到的救援者大概會是一只巨型蟑螂。
在一項有趣的進展中，科學家為遙控半機械蟑螂打造了一款3D打印的“潛水服”。
新加坡南洋理工大學和日本早稻田大學表示，這一創(chuàng)新裝備能讓這些昆蟲在水下或低氧環(huán)境中呼吸、存活并導航，持續(xù)長達三小時。
這有望把陸基半機械昆蟲變成兩棲工具，非常適合在洪水肆虐的災區(qū)執(zhí)行搜救任務。
突破水的障礙
過去幾年，機器人學家一直在“改造”蟑螂。方式是在蟲體上安裝微型電子背包，將電極接入其觸角，并由操控者無線遙控它們左轉或右轉。
但有一大難題：這些生物混合機器人不會游泳，也無法在水下呼吸，因此被水淹沒的環(huán)境對他們而言仍完全無法通行。
蟑螂通過身體上微小的氣門呼吸。把一只半機械蟑螂丟進被淹的排水管、深水坑或暴雨浸透的廢墟，它幾分鐘內就會窒息。
工程團隊需要設計一個不會把昆蟲壓垮的氧氣罐。因此，他們開發(fā)了一款輕便、自給自足的化學維生系統(tǒng)，通過化學反應產生氧氣。這種方法最大限度減輕了物理負載，提供了可靠的呼吸供給，同時不會加重昆蟲的負擔。
早稻田大學創(chuàng)意科學與工程學院的梅津信二郎教授表示：“核心工程挑戰(zhàn)在于打造一個足夠小巧、輕便且靈活的系統(tǒng)，讓昆蟲能穿戴，同時還能產生足夠氧氣，支持長時間的水下運動。”
梅津補充道：“我們的方案將柔軟的防水外殼與簡單可靠的化學制氧器結合起來。這使得昆蟲能夠保持其自然的移動能力，同時免受它通常無法生存的環(huán)境的傷害。”
該系統(tǒng)利用一個10×10毫米的3D打印樹脂背包，在行進中產生可呼吸的空氣。背包內部，一塊涂有二氧化錳的微小海綿充當催化劑，持續(xù)分解注入的液態(tài)過氧化氫。這種受控的化學反應釋放出氧氣，然后通過四根柔軟的硅膠管直接輸送到昆蟲的氣門，同時將水完全隔離在外。
搜救任務
這套裝置成功讓蟑螂在浸沒的試管內保持活躍長達數(shù)分鐘。未穿戴潛水服的對照組則很快溺亡。
值得注意的是，硅膠管牢固地附著在蟑螂的胸節(jié)氣門上，且可在不造成傷害或不良影響的情況下被剝離。
在實驗室測試中，穿戴潛水服的蟑螂表現(xiàn)出敏捷性，能在充滿二氧化碳的腔室和完全被淹的隧道等障礙環(huán)境中穿行。據(jù)報道，這些半機械蟑螂在兩種地形上都保持了高速，陸地上每秒移動87.5毫米，水下也僅略微減慢至每秒78.4毫米。
這種兩棲升級對現(xiàn)代應急響應至關重要。真實的災難現(xiàn)場很少是干燥的。暴雨和爆裂的管道會把坍塌的基礎設施變成布滿狹窄、半浸沒空隙的沼澤。
半機械蟑螂已有過實地應用，曾在緬甸7.7級毀滅性地震中協(xié)助救援工作。這種新的潛水能力確保它們不會被突發(fā)的洪水阻擋。
接下來，研究團隊計劃升級這套潛水服，將熱傳感器和導航系統(tǒng)直接集成到設計中。
該研究已發(fā)表在期刊《自然·通訊》上。
如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
