生物混合系统（bio-hybrid system）通过结合活体生物与微型电子设备，在机器人领域开辟了独特的应用方向。其中，机械昆虫（cyborg insects）利用昆虫自身的运动能力和适应性，在传统机器人难以进入的狭小或危险环境中执行任务具有潜力，例如灾害搜救、环境监测等。然而，当前多数控制方法仅依赖昆虫的外部可见行为——如步行或静止——来确定何时施加刺激，存在响应滞后与精度不足的问题。一个由日本大阪大学等机构组成的国际研究团队近日提出了名为“Insect Synergy Circuit”（ISC）的新方案，通过AI实时解读昆虫的内部生理信号，旨在实现更柔和、更精准的导航控制。
基于内部生理信号的闭环控制
ISC在传统机械昆虫的硬件基础上，增加了用于监测昆虫生理状态的传感器。AI处理器同时接收来自生物传感器（如心率监测、神经信号电极）和运动传感器（如加速度计）的数据，通过模型实时判断昆虫的内部状态。数据包括心跳节律、神经脉冲特征以及身体运动方向等。当系统识别特定生理模式时，可以更精准地决定何时向蟑螂神经系统发送转向电信号，避免仅依靠外部行为判断可能带来的延迟。
相比之下，传统方法往往只能观察到昆虫是否在行走或静止，无法感知其内在状态，控制信号常与昆虫的自然节律错位。ISC将内部信号纳入反馈闭环，使刺激时机与昆虫的实际生理动态相匹配。此外，该系统还集成了摄像头、麦克风和无线电模块，用于环境感知和指令传输，构成了一个完整的自主控制平台。
潜在应用方向
按照生物混合系统的设计初衷，机械昆虫主要面向传统机器人难以执行的场景。原文指出，这类系统未来可用于灾害搜救（如进入废墟寻找幸存者）、环境监测（如探测有毒气体浓度），以及在过于狭小或危险的物理空间进行传感作业。由于机械昆虫体积小、功耗低，且保留了昆虫本能的适应能力，在这些场景中具有独特优势。ISC通过提供更贴合昆虫生理节律的控制方式，为这些实际应用奠定了更可靠的操作基础。
Insect Synergy Circuit的提出，标志着机械昆虫控制从外部行为观察向内部生理状态解读的转变。AI的引入使得实时解析昆虫的“身体信号”成为可能，从而生成更自然的导航指令。这一研究展示了人工智能在生物混合系统中的新角色，也为后续昆虫-机器协作系统的开发提供了可参考的框架。
本文参考来源：Tech Xplore Robotics
微信扫描下方的二维码阅读本文
