“机器蟑螂”一种可充电的、远程控制的半机械人蟑螂

日本理化研究所(RIKEN)的研究人员设计了一种可以远程控制半机械人蟑螂的系统，该系统配备了一个微小的无线控制模块，由连接在太阳能电池上的可充电电池供电。这一成就将有助于使半机械人昆虫的使用成为现实。

　　

   

   

日本理研研究所的研究人员发明了一种可以远程控制的半机械人蟑螂，这种蟑螂身上装有一个微型无线控制模块，由连接在太阳能电池上的可充电电池供电。    

日本理研研究所(RIKEN Cluster for pioneer Research，简称CPR)的研究人员领导的一个国际团队设计了一个可以远程控制半机械人蟑螂的系统，该系统配备了一个微型无线控制模块，由连接在太阳能电池上的可充电电池供电。尽管有机械装置，超薄电子设备和柔性材料使昆虫可以自由移动。这些成果发表在科学杂志上npj Flexible Electronics将有助于使半机械人昆虫的使用成为现实。

研究人员一直在试图设计半昆虫半机器的电子昆虫，以帮助检查危险地区或监测环境。然而，要使半机械人昆虫的使用成为现实，操作者必须能够远程控制它们很长一段时间。这就需要对他们的腿部进行无线控制，并由一个微型可充电电池供电。保持电池充足的电量是最基本的——没有人想要一群突然失控的半机械人蟑螂四处游荡。虽然可以建立电池充电的坞站，但返回和充电的需求可能会破坏时间敏感的任务。因此，最好的解决方案是包括一个车载太阳能电池，可以持续确保电池保持充电。

这一切说起来容易做起来难。为了成功地将这些设备集成到蟑螂的有限表面积，研究团队需要开发一种特殊的背包，超薄有机太阳能电池模块，以及一个粘附系统，使机器保持长时间连接，同时允许自然运动。

日本理化研究所的Kenjiro Fukuda领导的研究小组用长约6厘米的马达加斯加蟑螂做了实验。他们利用一个特别设计的蟑螂模型背包，将无线腿控制模块和锂聚合物电池连接到昆虫胸部的顶部。这个背包是用一种弹性聚合物3D打印出来的，完全符合蟑螂的曲面，让这个坚硬的电子设备稳定地安装在蟑螂的胸部一个多月。

超薄的0.004毫米厚的有机太阳能电池模块安装在腹部背面。“这种安装在身体上的超薄有机太阳能电池模块的输出功率为17.2兆瓦，比目前最先进的昆虫能量收集设备的输出功率大50倍以上。”

超薄而灵活的有机太阳能电池，以及它附着在昆虫身上的方式，被证明是确保昆虫行动自由的必要条件。在仔细检查了蟑螂的自然运动后，研究人员意识到，蟑螂的腹部会改变形状，部分外骨骼会重叠。为了适应这种情况，他们在薄膜上交织了有粘性和无粘性的部分，这样既可以弯曲，又可以保持附着。当测试更厚的太阳能电池薄膜时，或者当薄膜均匀地贴在上面时，蟑螂要跑同样的距离需要两倍的时间，而且当它们躺在地上时很难翻身。

一旦这些组件与刺激腿段的电线一起集成到蟑螂体内，新的机器人就被测试了。电池被模拟阳光充电30分钟，然后让动物使用无线遥控器左右转动。

“考虑到在基本运动过程中胸部和腹部的变形，胸部的刚性和柔性元件以及腹部的超软设备的混合电子系统似乎是电子蟑螂的有效设计，”Fukuda说。“此外，由于腹部变形并非蟑螂独有，我们的策略可以适应其他昆虫，如甲虫，甚至可能是未来的飞虫，如蝉。”

Integration of body-mounted ultrasoft organic solar cell on cyborg insects with intact mobility