能救人的小強來了！研究員給蟑螂背上“小電腦”，找人準確率94%

編譯 | 徐珊

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雲鵬

智東西6月15日訊息，據國外媒體Tech Xplore報道，近日多國研究人員聯合釋出了首個為救援任務而設計的昆蟲-計算機混合系統（Insect-Computer Hybrid System）——一種“機器”蟑螂。該昆蟲-計算機混合系統在任何環境中都能夠實現自動導航和人類存在檢測（human presence detection）的功能。

該系統將活的昆蟲與微控制器（microcontroller）相結合，根據昆蟲自身的導航能力設計相應的導航控制演算法（navigation control algorithm），以便昆蟲可以探索且透過複雜地形。與此同時，該系統還搭載可以由電腦控制的紅外線攝像機（IR camera）實現高精度的人類存在檢測。

一、難搜救、難計算，迷你機器人現在面臨的難題

由於地震、火災和洪水等自然災害頻繁發生，科學家們一直在尋找更好的方法來幫助被困在廢墟中的受害者。

一般來說，只有在確定被困人員的準確地點後，救援工作才會開展，而這大約需要3小時。

在城市搜救（Urban Search and Rescue，USAR）中，如果人們能快速在崩塌環境中定位被困人員的地點，就能夠極大地提高他們的生存機率。

但是由於地面塌陷，人們通常無法接近被困人員，救援任務難以執行。而目前現有的各種搜救工具，如電子相機、地震探測儀（seismic sensors）和搜救犬都受到救援範圍、搜救環境等條件限制，難以快速開展大範圍的搜救活動。

在人工智慧領域，迷你機器人能夠幫助人們提高救援效率。

但由於能耗、超負荷的移動計算以及避障系統等多方面原因，迷你機器人在短期內還難以在現實中落地，真正地在受災地區參與搜救任務。

二、小“揹包”大能量，讓昆蟲為你定位

研究人員認為，像昆蟲這樣的小型生物在崩塌的環境中更容易移動，從而嘗試將某種蟑螂作為搜尋者來幫助人們進行搜救工作。

他們看中一種能發出嘶嘶聲的馬達加斯加（Madagascar）蟑螂。這種蟑螂因他們深棕色或黑色的外觀而聞名，它們在不安時會發出嘶嘶聲，是為數不多的無翼蟑螂之一。

這些優點都讓它們成為攜帶“揹包”的好人選。

研究人員打造了一個裝滿電子裝置的“揹包”貼在蟑螂的背上。這個“揹包”由五個電路板連線組成，包含了一個紅外線攝像機、一個通訊晶片（communications chip）、一個二氧化碳感測器（CO2 sensor）、一個微控制器、一個快閃記憶體（flash memory）、一個DAC轉換器（DAC converter）和一個慣性測量裝置（inertial measurement unit，IMU）。

此外，研究人員還在蟑螂的內臟中插入了電極。正常的狀態下，蟑螂會用它的內臟來感受它的行徑路線，並利用這些感知資訊來決定是向左轉彎還是向右轉彎。當有蟑螂的內臟中含有電極時，它身上的“揹包”就會在蟑螂思考轉向的時候，發出極小的電震動，從而讓蟑螂朝目的地移動。

三、低耗高效，昆蟲-計算機混合系統下一步將落地現實

研究人員對這個昆蟲-計算機混合系統進行了模擬測試。

他們將蟑螂放在起點，試圖讓它找到一個躺在附近的人。

他們預先在系統中編寫一個目的地，然後將蟑螂放在測試場景中，它將透過感測器給予的線索自行移動，找到受害者。

研究人員發現，他們的系統讓蟑螂有94%的機率能夠順利找到人。

同時，他們還表示，昆蟲-計算機混合系統的能耗較低，在現實搜救任務中具有相當大的應用空間。

下一步，他們計劃改進他們的系統設計，希望能在真正的救援行動中使用該系統。

結語：科技與昆蟲的“跨界合作” 能否為舊學科帶來新生機？

昆蟲-計算機混合系統首次為救援領域而設計，為大範圍內搜救被困人員提供相應技術，蟑螂也能為人們贏取生機。

近年來，人工智慧等技術的發展為昆蟲學帶來了新的機遇。科研人員可以透過將最新的科技與昆蟲相結合，不但能夠參與防治蟲害，進行定位測量等多項研究，為古老的昆蟲學注入新的能量，而且還推出了一些新的、尖端的科技產品。

自然與科學攜手並行，共同創造美好的未來。