賽博格蟑螂穿上「潛水裝」 從震災搜救進軍水下任務

過去十多年來，科學家成功開發出「賽博格昆蟲」（Cyborg Insects），並將這種半機械生物實際應用於搜救行動。去年緬甸7.7級強震後，新加坡就派了10隻賽博格蟑螂，揹上裝有紅外線攝影機與感測器的背包，深入斷垣殘壁，偵測是否有人體熱源。

如今，新加坡南洋理工大學與日本早稻田大學攜手合作，進一步為這些蟑螂開發迷你潛水裝，未來有望助洪害或其他水下搜救工作一臂之力。

賽博格蟑螂成救災新星

天災時，若能有大量生物機器人協助搜救，能更有效尋獲生還者，但這些機器人體型不能太大，還得配有足夠電力供應長時間的運作。於是，有科學家將目光投向蟑螂：不僅無須擔心能源問題，還擁有高速移動、內建躲避障礙物的反射能力。

科學家嘗試在蟑螂身上安裝微型電子設備來遠端遙控、引導方向，由於牠們會自己爬行，耗電量遠低於由電池驅動的機器人。這類結合電子控制的蟑螂，又被稱為賽博格蟑螂（cyborg cockroaches）。

問題是，賽博格蟑螂仍須靠自己呼吸，蟑螂本身是透過呼吸孔（spiracles）讓空氣進入體內作氣體交換。倘若全身浸在水中，便無法獲取氧氣，這成了水下任務的一大阻礙。

披上「潛水裝」出動

「我們的新型潛水裝能產生氧氣並輸送到蟑螂的呼吸孔，使牠們能在水下或低氧環境中活動，」領導這項新研究的新加坡南洋理工大學機械與航太工程教授佐藤（Hirotaka Sato）說。

這套為蟑螂設計的潛水裝，由三個部分組成，包括一個外殼、一個氧氣生產裝置以及四條供氧管線。其中的氧氣裝置，並非人類潛水常見的加壓氧氣瓶，而是透過化學反應產生氧氣。

氧氣裝置由壓克力類樹脂（PMMA-type resin）3D列印而成，內部是一塊塗有二氧化錳的海綿。只要注入微量、稀釋過的過氧化氫，二氧化錳就會緩慢分解過氧化氫，並釋出氧氣。

研究團隊這回選擇在馬達加斯加蟑螂（Madagascar hissing cockroach）身上測試，這種蟑螂體長可達5~10公分不等，身形較厚實且沒有翅膀，過去就常被用於賽博格昆蟲研究。

潛水裝上有四條矽膠製成的管線，連接於蟑螂軀幹中間的呼吸孔，供應氧氣。管線相當纖細，事後可以安全移除。研究團隊補充，實驗過程中沒有任何昆蟲受到傷害。

經實驗，身穿潛水裝的五隻蟑螂，無論在陸地或水下都能自在移動，在陸地時平均速度是每秒8.75公分，在水裡也能達每秒7.84公分。牠們能在水深50公分的地方活動達三小時，且無不良反應，三天後仍然健康。這項研究今年6月底發表於《自然通訊》（Nature Communications）期刊。

未來，這些身著潛水裝的賽博格蟑螂有望投入水中搜救工作。佐藤表示，在暴雨或洪水過後，搜救人員可能難以前往水溝與狹窄、充滿瓦礫的縫隙，但這些迷你昆蟲有機會深入現場，輔助判讀情勢。

他還希望，類似的裝備有朝一日能將蟑螂送上太空執行任務，「這個技術是為賽博格昆蟲打造太空服的第一步，未來牠們或許能在火星表面執行探索任務。」