传统的电子昆虫依赖电刺激技术,这通常需要侵入性手术,并可能损害关键感觉器官。随着时间的推移,由于昆虫身体产生的适应性——这种现象称为习惯化,电信号的效果也会逐渐减弱。与之相反,大阪大学团队的系统利用负趋光性(昆虫本能避开紫外光的行为模式)。通过向任意一侧眼睛照射光线,研究人员无需直接接触神经或肌肉即可控制蟑螂转向左或右。
团队为蟑螂配备了紫外线头盔和无线传感器背包,可检测其静止状态。一旦运动停止,系统便激活紫外光以促使蟑螂移动。这种智能控制减少了不必要的刺激并节省了能耗。
在150次重复测试中,电子昆虫均表现出稳定反应且未出现习惯化现象。在迷宫环境中,94%的电子蟑螂成功逃脱——而普通蟑螂的逃脱率仅为24%。
研究团队指出,这是首个仅利用昆虫天然感官系统(无需任何电刺激)成功实现行为控制的电子昆虫研究。新型生物智能电子昆虫(BCI)模型显著降低了动物的生理负担,并提升了复杂环境中运动控制的可靠性。
项目负责人森岛启介强调应顺应而非对抗昆虫的天然生物特性:"我们不是覆盖昆虫的大脑,而是通过其自身感官进行引导。这使得系统更安全、稳定且可持续。"
这种温和的光控方法为低负荷生物混合导航系统开辟了新路径,在灾害搜救、环境监测及侦察等领域具有应用潜力——尤其适用于传统机器人难以进入的狭小或危险区域。
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Materialsprovided byThe University of Osaka.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Chowdhury Mohammad Masum Refat, Mochammad Ariyanto, Ryo Tanaka, Kotaro Yamamoto, Keisuke Morishima.Autonomous Navigation of Bio‐Intelligent Cyborg Insect Based on Insect Visual Perception.Advanced Intelligent Systems, 2025; DOI:10.1002/aisy.202400838
2025-06-23
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