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光驱动蟑螂半机械生物实现无线无手术导航

本站发布时间:2025-07-02 06:13:58
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传统的电子昆虫依赖电刺激技术,这通常需要侵入性手术,并可能损坏关键感觉器官。随着时间的推移,由于昆虫身体产生适应性(这种现象称为习惯化),电信号效果也会逐渐减弱。相比之下,大阪大学团队的系统利用负趋光性原理——即昆虫本能躲避紫外线的行为。通过向左右眼分别照射光线,研究人员无需直接接触神经或肌肉即可控制蟑螂转向。

该团队为蟑螂配备了紫外光源头盔和无线传感器背包,后者可检测蟑螂的静止状态。一旦停止移动,系统即激活紫外光源促使其行动。这种智能控制减少了不必要的刺激并节省了能耗。

在150次测试中,电子昆虫均保持稳定反应且未出现习惯化现象。在迷宫测试环境中,94%的电子昆虫成功逃脱——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、完全不依赖电刺激即实现行为控制的成功案例。新型生物智能电子昆虫(BCI)模型显著降低了动物机体负担,并提升了复杂环境中的运动控制可靠性。

项目负责人森岛启介强调:"我们的核心理念是与昆虫的天然生物特性协同合作,而非强行对抗。不是压制昆虫大脑,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担生物混合导航系统开辟了新路径,在灾难搜救、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。

Story Source:

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

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