科学家研制出可充电的生化蟑螂

日本理化学研究所前沿研究集群(CPR)的研究人员为机器昆虫配备了一个微型无线控制模块，该模块由连接到太阳能电池的可充电电池供电，使蟑螂可以长时间自由漫游。

腿段的无线控制一直是科学家在开发半机器人昆虫时面临的主要挑战之一。此外，为了使这些设备用于监测目的，它们的电池寿命长是至关重要的，以确保蟑螂在任何时候都能得到控制。

日本理化研究所的科学家们克服了这一挑战，为他们的机器人昆虫安装了一个超薄0.004毫米厚的有机太阳能电池模块，安装在昆虫腹部的背侧。

首席科学家福田健二郎说:“这种安装在身体上的超薄有机太阳能电池模块的功率输出为17.2兆瓦，比目前最先进的活昆虫能量收集设备的功率输出大50倍以上。”

蟑螂的表面积有限。因此，为了成功地将这些设备集成到它们的腹部，研究团队开发了一种特殊的背包、超薄有机太阳能电池模块和一种粘合系统，使机器长时间地附着在一起，同时还允许自然运动。

作为研究过程的一部分，福田康夫的团队用6厘米长的马达加斯加蟑螂做了实验。

在研究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，外骨骼的部分会重叠。为了适应这一点，他们开发了一种超薄的、全柔性的太阳能电池，并在薄膜上穿插了粘合剂和非粘合剂部分，这使得薄膜可以弯曲，但也可以保持附着。

他们将无线腿部控制模块和锂聚合物电池安装在蟑螂胸前的昆虫顶部，使用的背包是模仿模型蟑螂的身体设计的。这个背包是用弹性聚合物3d打印的，与蟑螂的曲面完全吻合，让这个刚性的电子设备稳定地安装在胸前一个多月

一旦这些组件与刺激腿部部分的电线一起集成到蟑螂体内，新的电子人就可以进行测试了。对电池进行30分钟的伪阳光充电，然后让动物们用无线遥控器左右转动。

福田康夫说:“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装置的混合电子系统似乎是机器人蟑螂的有效设计。”“此外，由于腹部变形并非蟑螂独有，我们的策略可以适用于甲虫等其他昆虫，甚至可能在未来适用于蝉等飞行昆虫。”

该团队的研究结果发表在该杂志上npj柔性电子，研究团队表示，他们的实验将有助于使电子昆虫的使用成为现实。