說起蟑螂，多數人的第一印象可能是骯髒、討厭，但誰能想到，這種不受歡迎的小強，如今竟成為救災行動的奇兵？2025年3月28日，緬甸發生規模7.7級大地震，各國救援隊伍緊急動員，其中新加坡派出的除了80名隊員、4條搜救犬，還有10隻特殊的「半機械蟑螂」。這是全球首次將半機械昆蟲投入人道主義救援任務。儘管最終未能發現生還者，但這些配備微型電子背包的蟑螂，深入到搜救犬無法抵達的廢墟深處，提供了寶貴的探測數據，證明了這項技術的實際可行性。
新加坡南洋理工大學研發可拉動20倍體重的半機械蟑螂
這些半機械蟑螂的核心技術，來自新加坡南洋理工大學（NTU）機械與航空航天工程學院佐藤寬崇教授（Hirotaka Sato）的研究團隊。他們在馬達加斯加發聲蟑螂背上安裝輕量級電子背包，內含控制板、無線通訊模組和可充電鋰電池。
與傳統機器人不同，半機械蟑螂依靠自身的運動能力移動，研究人員透過微弱電刺激來引導其前進方向。當電流刺激蟑螂的左觸角時，蟑螂會誤以為右側有障礙物，進而向左移動；反之亦然。這種控制方式不會破壞蟑螂的神經系統，只是模擬自然神經訊號來引導行為，蟑螂的基本生理功能和自主活動能力得以保留。
佐藤教授強調：「蟑螂天生擅長在複雜環境中導航，我們只是增強了它的力量和可控性。」
關鍵突破：能拉動60克物體與AI自動組裝
根據最新研究，這些半機械蟑螂能拉動重達60克的物體，相當於其自身體重（約3克）的20倍以上。實驗顯示，在模擬搜救場景中，它們成功穿越狹窄廢墟、攀爬垂直表面，並精準定位並拖拽目標物品。
更令人驚艷的是研究團隊於2025年7月發表的AI自動組裝系統。這套世界首創的「量產線」，能在一分鐘又8秒內完成一隻蟑螂的電子背包安裝，約為傳統人工方式（約1小時）的60倍。當處理四隻蟑螂時，整個系統能在8分鐘內完成所有組裝，較人工方式快約30倍。
這套AI系統使用電腦視覺和專利演算法，能自動識別蟑螂背部的最佳 electrode 植入位置，確保精準放置。新一代背包也進行了優化，電壓降低約25%，在維持精確控制的同時延長了續航時間。
在實驗室測試中，半機械蟑螂能實現超過70度的銳利轉彎，並可依指令將速度降低達68%。由4隻半機械蟑螂組成的群組，在10.5分鐘內覆蓋了超過80%的障礙測試區域，展現出在狹窄、複雜空間中導航的卓越能力。
群體控制：領導-跟隨者演算法
單一蟑螂的控制技術早在2008年就已實現，但要應用於搜救任務，一隻昆蟲遠遠不夠——地震後72小時是救援的黃金期，需要大範圍搜索。
對此，NTU 與大阪大學、廣島大學組成的跨國團隊開發了先進的群體導航演算法，並發表於《Nature Communications》期刊。這套系統採用「領導-跟隨者」模式：由一隻蟑螂擔任領隊，引導其他19隻昆蟲行動。
「旅遊團啟發控制」演算法模仿遊客跟隨導遊的行為。領隊昆蟲會獲知目標位置，其控制背包會與群組中其他背包協調，引導整個蟑螂群前進。當某隻蟑螂遇到障礙而減速時，其他昆蟲會本能地繞開它，形成自然的避讓機制。
這種「去中心化群體導航演算法」的關鍵優勢在於，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。實驗結果顯示，新演算法將需要刺激昆蟲的次數減少了約50%，大幅提升群體導航效率。
實際應用：緬甸地震救災
2025年3月30日至4月3日，這10隻半機械蟑螂參與了緬甸地震的兩次搜救行動。這些身長約6公分的馬達加斯加蟑螂，每一隻背部都裝有熱像儀、導航感測器和無線通訊設備。工程師施加微量電擊激發蟑螂的神經肌肉，便能控制它們的爬行方向。
選擇馬達加斯加蟑螂的原因在於：它們能承受比人類多10倍的輻射，且能在沒有頭部的情況下（透過側面氣孔呼吸）存活7天。這些特性使其非常適合在惡劣的災區環境中執行任務。
新加坡民防部隊（SCDF）官員王家興表示：「部署一支昆蟲混合機器人團隊，可以在可能對人類危險且無法進入的狹小空間進行導航，這將保護我們的前線救援人員，並提高主隊行動的敏捷性和效率。」
未來展望：從救災到基礎設施檢測
佐藤教授的團隊已獲得日本科學技術廳（MST）登月計畫的支持，致力於將這項技術推向更廣泛的應用場景。目前研究重點包括：
基礎設施檢測：新加坡擁有6000公里的水管網路，每日供應約170萬戶家庭和企業用水。團隊正在開發專用於管道的半機械蟑螂，配備照明系統、攝影機和小型拖拽裝置，能在管道中採集影像，檢測裂縫和滲漏問題。
自動化量產：將控制模組安裝到蟑螂身上的時間，已從約1小時縮短至1分鐘左右。未來目標是進一步實現全自動化生產流程。
戶外環境測試：團隊計劃在戶外環境中進行實驗，包括災區常見的瓦礫堆，以驗證演算法在更複雜真實場景中的效果。
其他應用領域：物流倉儲巡檢、農田蟲害監測、有毒環境勘探等。
佐藤教授的開創性研究曾被《時代》雜誌選為「年度50大發明」，以及《麻省理工科技評論》的「10大新興技術」。
爭議與倫理：動物福利的兩難
儘管技術前景看好，倫理問題也隨之引發討論。支持者認為，在災難救援中，只要能拯救生命，任何技術都值得嘗試[5]。但批評者關注動物福利和潛在生態影響。
研究團隊對此強調，電子背包採用非侵入式設計，透過無線訊號與昆蟲神經系統連接，不會對昆蟲造成永久性傷害[5]。當蟑螂不再執行任務或長時間休息時，背包可以安全移除，不會產生副作用。在南洋理工大學的實驗室中，這些「半機械蟑螂」完成任務後可以退役，研究人員會為它們提供食物，讓其自然生活。
結語
從實驗室到救災前線，半機械蟑螂技術正加速走向現實。這種結合生物本能與機械精確控制的「昆蟲混合機器人」，在狹窄空間和複雜地形中展現出傳統機器人無法比擬的優勢。隨著AI自動組裝技術和群體導航演算法的突破，大規模部署的夢想已不再遙遠。下一個階段，或許我們會看到成群的半機械蟑螂穿梭於城市的下水道、工廠的管線，以及地震災區的廢墟之中，成為人類最得力的微型助手。