新加坡的“半機械蟑螂”去緬甸救災了？聽著有點科幻，但這是真的。2025年3月28日緬甸大地震，各國救援隊紛紛趕去，新加坡帶去的除了80個隊員、4條搜救犬，還有10只半機械蟑螂。

3月30日至4月3日，半機械蟑螂參與進行了兩次搜救行動，盡管最終沒有發現幸存者，但它們深入到搜救犬無法觸及的廢墟深處，提供了寶貴的探測數據。

緬甸地震中倒塌的建筑

消息傳出，有網友驚嘆于科技的力量，認為半機械蟑螂為未來地震救援開辟了新思路，能到達人類和傳統救援設備難以抵達的地方，大大提高救援效率；也有網友表示，雖然聽起來有些“驚悚”，但在災難面前，只要能拯救生命，任何技術都值得嘗試。

廢墟中的考驗

這些半機械蟑螂由南洋理工大學的一間實驗室研發，馬達加斯加發聲蟑螂背上安裝一種微型電子背包，變身為“半機械化昆蟲”。微型電子背包里，有一塊主控制板、一個無線通信模塊和一塊小型可充電鋰電池。安裝電子背包需要極為小心，既要確保電子元件能正常運行，又不能影響昆蟲的自然活動。

這間實驗室開展“生物機器人”研究已有10年之久。早在2015年3月，《當代生物》（Current Biology）期刊就以實驗室研發的半機械化甲蟲為該期封面，對其原理和應用做了詳細的報道。此后，半機械化昆蟲的研究和應用得到大量關注。如何穿越復雜地形、挖掘其在地震等災后協助救援的潛力等方向的研究論文迅速涌現。

一只馬達加斯加蟑螂改造的半機械昆蟲

在緬甸地震中，那些參與救援的“機甲戰士”展示了實驗室最新的研究成果，即半機械化昆蟲在完全未知和障礙密布的地形中如何自主導航。這種最新的“去中心化群體導航算法”，使得被“武裝”的昆蟲能夠自發協調行動。

所謂“去中心化群體導航算法”，就是昆蟲群不依賴中央控制調度，而是依靠昆蟲間的局部感知和合作，在沒有外部精確定位系統的情況下，完成群體協作任務。

研究團隊曾將這些半機械化昆蟲放入模擬的災后廢墟復雜環境中，啟動導航算法，進行實驗。使用微弱的電流刺激蟑螂的左右觸角，這會讓蟑螂誤以為撞到了東西，進而朝相反的方向移動。當蟑螂停下來或放慢速度時，研究人員會通過刺激尾部的感覺器官催促它們繼續前進。

研究人員發現，在算法作用下，“半機械化昆蟲部隊”能夠在復雜環境中完成任務。它們背著“背包”，悠閑地走過沙盤中的一條崎嶇道路。每只蟑螂似乎都在隨心所欲地移動，但它們巧妙地避開了瓦礫等障礙物，準確抵達目的地，沒有一只掉隊。

令人驚嘆的協作能力

讓一群昆蟲行動一致聽指揮其實不是那么簡單的事情。在機器人群體控制研究領域，通過模仿候鳥的隊形驅動機器人是比較主流的方向。然而應用到“半機械昆蟲”身上時就會發現，一旦昆蟲被障礙物絆倒就很難恢復原來的姿態。如果昆蟲進行的是群體行動，還可能擠作一團無法前進。為了精確地控制它們，需要準確確定每只昆蟲的位置，但這將增加設備的尺寸，并會使昆蟲的行動受限。

實現這一目標的關鍵是，讓昆蟲能夠自覺地追隨人類的引導，就像跟團旅游時游客會自覺跟隨舉著小旗的導游移動一樣。研究團隊設計的“旅游團啟發控制”算法是最新研究成果的核心。此算法模仿了游客跟隨導游的行為，由一個昆蟲擔任領隊，其他昆蟲在后進行跟隨。

通過簡單的規則，讓昆蟲群體保持隊形并有效避開障礙。每只昆蟲的行動都會受到鄰近昆蟲的影響，它們在行進過程中會根據彼此之間的距離和方向不斷調整自己的方向。當一只昆蟲因障礙而減速時，其他昆蟲會本能地繞開它，形成一個自然的避讓機制。

多次實驗結果表明，半機械化昆蟲群體能夠有效地在未知障礙地形中導航，并成功抵達目標位置。“旅游團啟發控制”算法顯著減少了昆蟲之間的糾纏現象，提高了導航的安全性和效率。

此外，實驗室還創新性地利用昆蟲的自然本能和群體行為，有效地減少了昆蟲之間可能存在的干擾或者影響，提高了系統的穩健性和效率。這些突破性進展為半機械昆蟲在實際應用中的大規模部署奠定了基礎。

生物友好的技術突破

值得一提的是，研究人員并未對昆蟲進行侵入性神經改造。昆蟲攜帶的“背包”通過無線信號與昆蟲的神經系統連接，控制者僅以微量電刺激引導其運動方向。

同時，控制信號也不會破壞昆蟲的神經系統，而是通過模擬自然的神經信號來引導昆蟲執行特定的動作。也就是說，昆蟲的基本生理功能和自然行為得以保留，其自主活動能力未被剝奪，僅在特定任務中接受行為引導，如同為生物體安裝了“智能導航系統”。

實驗數據還顯示，外部控制未顯著影響蟑螂的生存狀態。昆蟲在執行任務期間并未表現出明顯的健康問題或壽命減少，活動雖然被控制，但它們依然能夠保持基本的生理活性。

半機械蟑螂用于地震救援

能實現生物友好的關鍵，在于昆蟲依然依賴其自然的運動能力和生理機能，電子設備只是輔助和引導它們去完成任務，并未完全替代它們的自然反應。因此，昆蟲在控制下的存活時間與它們自然的生理周期相似，且沒有受到顯著的影響。

后續，實驗室將致力于進一步提升半機械化昆蟲的自主定位能力。同時還將開發多場景應用模型，包括物流倉儲巡檢、農田病蟲害監測及有毒環境勘探等，進一步挖掘技術在實際場景中的應用潛力。

雖然半機械昆蟲要投入真正的“實戰”還需經過許多考驗，但在緬甸地震的首次人道主義實踐已證明，這項“黑科技”正從實驗室加速走向現實。

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