青岛消防支队测试‘机器人蟑螂’，山东科大动物机器人研究成果多

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近日，在青岛消防支队处，一场特殊的测试静悄悄地开展了。有一个约10平方米的模拟灾后场景，在这个场景里，有一只背着“电子背包”的东西，它被称作“机器人蟑螂”，在狭窄的甬道当中，它非常敏捷地穿行着，能够灵活地去避开石块、木板这类障碍物。山东科技大学动物机器人研究团队的成员，一边操控着它使其行进，一边通过它头部的单目摄像头，去接收蟑螂“第一视角”的画面。

首个动物机器人并非是山东科技大学研发而来。该校机器人研究中心科研团队，在动物机器人领域持续深耕二十余年。他们接力奋进达成了多项科研突破。这些突破为智能机器人技术的发展开辟出了新路径 。

在2007年的时候，世界首例能够实现飞行控制的动物机器人“机器人鸟”于山东科技大学诞生了。这项带有研究性质的工作是从“脑机接口”这一方面开始着手的，借助电刺激而精密准确地掌控鸟类飞行行为，进而为动物机器人的研究奠定下了技术基础。

开始于二十世纪九十年代末的山东科技大学动物机器人研究，那时，山东科技大学讲授苏学成在对“四周履带式蛇形机器人”展开研究期间察觉到，传统机电式微小型机器人遭遇“能源有限”以及“能力受限”这两个瓶颈，基于此他萌生了用动物替换机电机器人的想法，试着运用数十微安级的微电流去刺激动物脑区，致使其因感到兴奋或者高兴而跑动。

2005年，苏学成团队研制出在国内为首的那只“机器人鼠”，可是，因为鼠生来就胆小，所以，这“机器人鼠”在实际运用当中所起得作用并不是很大，那要怎么去让动物机器人达成更大的活动范畴和应用空间，苏学成苦苦地去思索，一只在天空中飞翔的鸟儿给了他那个灵感。于是，苏学成团队开始把鸽子当成研究对象，他们把微电极植入到鸽子的脑部神经区域，在需要进行人为控制的时候，就把刺激发生器插到露在鸽子脑外部的插座上面，这样鸽子就变成像受人控制的“机器人鸟”。

苏学成介绍说，“机器人鸟”的行动能够受到远程控制，它们不需要经过训练，就可以依据技术人员所下达的指令来改变飞行的方向，这明显要比那些需要进行长期调试的传统机器人优越很多。除此以外，团队还自行独创了“主动逃避”控制原理，并且成功解析了鸽子的脑电波，进一步开发出了一套信号编码与传输系统，凭借这套系统，技术人员能够如同操控无人机那样指挥鸽子完成起飞、转向、盘旋等一系列动作。

苏学成称，“机器人鸟”呈现出“脑机接口”技术于动物控制范畴的巨大潜力，其最为显著的优势乃是“即做即用”。任何健康的鸽子在植入电极后能够立刻响应信号，这极大地提高了动物机器人的实用性以及部署效率，适宜规模化应用。

苏学成表示，“机器人鸟”有着广阔的应用前景，其能够进入人类难以到达的空间或者环境，去执行探测、物资投送之类的任务，且他坚信这项技术能够给人类带来更多的便利 。

于山东科技大学，科研人员针对动物机器人展开的探索从来都未曾停止。在近些年期间，该校的副教授槐瑞托带领的团队把目光转向了更具挑战性的昆虫机器人范围，最终成功研制出了新一代的动物机器人，也就是“机器人蟑螂”。

较之以前的研究，“机器人蟑螂”关键的 是它那个高度整合的生物神经调控系统，整个控制系统被集成到一个微型“电子背包”里，基本不影响蟑螂正常地活动、经由这个“电子背包”，操作人员能够达成对蟑螂行动的直接调控。

槐瑞托进行介绍，团队借助自主开发的蟑螂手术制备平台，把电极植入手术效率提高到之前的6倍，成功率提升到了99%。他们另外还研制出特别的蟑螂“普通话”刺激信号，致使其能够准确地响应指令，达成遥控、监控、避障以及窃听等多种功能。

被参与项目研究的山东科技大学学生田鸿超所说来，能在20分钟内制作出一只成本仅约45元的“机器人蟑螂”，它们单次可持续运行50分钟，存活期可达3个月，“电子背包”历经三次迭代，图传延迟低于300毫秒，控制距离超过百米 。

而今，槐瑞托团队已然同中国电科网络通信研究院等单位开展合作，那搭载着微型传感器的“机器人蟑螂”于测试期间表现得稳定，从而得到合作方的认同，有着广阔应用前景的“机器人蟑螂”在狭小空间探测、隐蔽侦察等方面可是未来能够发挥重要作用的，槐瑞托讲道。

山东科技大学副校长陈绍杰称，学校会持续聚焦“脑机接口”等关键技术，把机器人研究领域的传统优势跟人工智能等前沿技术进行深度融合，超越传统“遥控”模式，打造全新一代能在复杂动态环境中自主完成感知、决策以及执行任务的智能体 。