机器蟑螂 第5期

为了灭掉蟑螂，人类想了不少办法。除了传统的“灭蟑大法”外，欧洲科学家有了新办法。他们最近设计制造的机器蟑螂，居然可以担任“内奸”，先把蟑螂哄得一愣一愣，以为是自己的同类，然后再将其从阴暗处引到它们平常不会去的明亮处任人宰割。 看外观，机器蟑螂就像一个火柴盒，与普通蟑螂并无任何相似之处。让蟑螂相信这个“内奸”的秘诀是一种化学混合物。这种混合物的气味成功地骗过了蟑螂的“鼻子”，让它们误以为遇到了同类。机器蟑螂甚至还可以改变蟑螂的集体行为方式，使它们的行为变得怪异。

和真蟑螂“打成一片”

比利时、法国和瑞士的研究人员在不久前出版的美国《科学》杂志上报告说，他们希望通过机器蟑螂来研究像蟑螂这样成群出没的动物是如何进行“群体决策”的。该项实验利用了昆虫学、机器人学以及从简单行为归纳出复杂行为模式的研究成果。研究负责人之一、布鲁塞尔自由大学生物学研究员何塞・哈罗伊表示，之所以选择蟑螂做实验，是因为蟑螂社会相对比较“平等”，没有其他一些昆虫社会的阶级之分。

科学家们在研究中惊奇的发现，蟑螂在黑暗中也能进行集体行动，这是因为它们身上有非常灵敏的信息素源、红外线、超声波等多种传感器官。蟑螂就是利用这些传感器在黑暗中进行“群体决策”的。

为此，科学家花了5年时间研制出一种外观类似豇豆粒大小的机器蟑螂。这些机器蟑螂和真蟑螂的个头大致相当，但外形和真蟑螂并不相同，起初真蟑螂看到它会躲得远远的。后来，科学家给机器蟑螂外表敷了一个涂层。这种由不同化合物混合制成的涂层与真蟑螂体表的化学组成成分十分相似。机器蟑螂发出的气味让真蟑螂确信这就是自己的同类。

机器蟑螂被放入真蟑螂群体中，很快就与真蟑螂“打成一片”，并开始参与到真蟑螂的群体决策过程中。我们知道，蟑螂喜欢黑暗，多成群活动。它们的活动决策由两个因素决定：那个地方是否很黑暗；同伴们是否都去那儿。没有头领，却能自动组成群落，统一进行集体行动，这是蟑螂的一大特点。为此，研究人员架设了一处直径约1米的实验场地，在上方悬吊两片6英寸宽的塑料圆盘，用来遮蔽光线，好让蟑螂在暗处聚集。其中一片圆盘色调较暗，以适应蟑螂出没的需要。

哈罗伊等研究者发现，如果有两处亮度不同的活动区，75％的蟑螂和85％的“机器蟑螂”会聚集到光线更暗处。

机器蟑螂成了“带头大哥”

为了观察机器蟑螂是否已经真正成为蟑螂群的一分子，并且能够影响集体决策，研究员改变了机器蟑螂的程序，使它们偏爱光线更亮处。尽管行为稍显异常，但机器蟑螂却成了“带头大哥”，整个蟑螂群也跟着一起前往光线更亮处。在这种情况下，一个个真蟑螂相继放弃自己的判断力，转而跟随机器蟑螂移动的几率约有60％。

亚利桑纳州立大学生命科学教授史蒂芬・普拉特说：“研究发现，机器蟑螂能够让真蟑螂们做出它们平常不会做的事，这是动物行为学研究的一大突破。”

人工系统控制动物行为

很多人都为科学家开创出的这种新式“灭蟑大法”感到欣慰。然而，这并非科学家的初衷。参与研究的科学家指出，消灭蟑螂采用传统的手段可能更为有效，研制人造蟑螂的主要目的是为了研究“动物群体决策”现象。因为自然界的许多群居动物，如蟑螂、蚂蚁、蜜蜂等都会进行群体决策。

通过这方面的研究，科学家希望开发出可以使计算机和机器人智能化程度更高的技术，让它们在没有人类干预的情况下独立运行。除蟑螂外，研究人员正在研究其他动物的集体行为方式。他们希望通过人工系统影响群体选择，最终控制动物的行为，比如没有牧羊犬也能让羊儿聚集成群，驱赶公园里成群的白头翁或是飞机场周围的鸟群等。不过在目前，这些都只是设想，研究人员还在论证这种概念的可行性。

确立长期远大的目标

除了论证概念是否可行外，能否制造出与昆虫实际大小相符的微型机器昆虫也是关键问题。近年来，超微细电路加工与纳米技术日趋完善，已经能将驱动器和传动装置、传感器、控制器、电源集成于几立方毫微米的多晶硅片上，因而获得了完备的机电信一体化的微机械电子系统，并且正向昆虫式微型机器发展。正如美国麻省理工学院教授罗德尼・布鲁克斯说，“之所以确立这一远大的目标，是因为昆虫在现实世界环境中的活动是非常成功的。”昆虫式微型机器人与以往的机器人相比更优越。

哈罗伊等科学家的下一个目标是：机器鸡实验。因为新孵出的小鸡容易信赖第一眼看到的东西，所以会把身旁的机器鸡当作母鸡看待。研究员表示，他们希望用机器母鸡当引导者，以研究小鸡的成长习性。

有关其他方面的仿生超微机器昆虫的研究开发也正在进行中，不断有新产品涌现出来。目前，美国、日本和德国的一些科学家希望借助模拟跳蚤的弹跳能力研制微型机器人的动力装置。美国加利福尼亚大学的工程师及其同事，利用现代光刻技术制造出了微型机器专用的电机。这种电机犹如一根头发那么细(70微米直径)，其中的传动齿轮只有一个红血球大小，在一枚邮票上就能放10万个这种电机。

美国电话电报公司叭尔实验室的专家设计制造的跳蚤型机器人，其微细的空气涡轮机使用了“蚤动力底片蚀刻”技术，便于聚硅质齿轮在基底层上自由旋转。设计者希望最终把传感器、电控电路、涡轮机、电动机、传动装置以及活动部件全部集中于一个微型晶片上，而这种毫米级晶片至少含有几十万种机械部件，其产品性能及功用必将会超过活生生的跳蚤。

英国现己设计出一种极小的“机器虫”，它能像蚊子一样到处飞寻刺探，或者潜伏在地面上，或者潜入水中，搜集敌方情报。因为在微型蚊子机器上安装有类似蚊虫钻探针管以及像人的耳、眼、鼻似的感觉各种信号的传感器，能把情报记录下来和发送出去，将来这种蚊子机器可应用于工业、农业、医学、军事、航海、航空等领域。

在模仿蜘蛛的微型机器研制中，科学家们已经进行过多方面的试验：加拿大制造出一种微机型“盲蜘蛛”，它虽然不会结网，但是能利用传感器前去捕捉昆虫。最令人感兴趣的是，它的行动不必借助于肌肉发力，而是由体内微型泵压向人腿的体液来提供动力。

日本通产省己计划开发医疗用微型“智能蟑螂”系列。其中一种是能自动清除创伤处毒汁、细菌并进行消炎和愈合医疗的外用微型机器：另一种可以被注射入心脑血管疾病患者的血管中，不需通过手术，便可让它到达病灶处，清除血管中的粥样硬化斑或肿瘤、血栓等。