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【导语】想象一下，在灾难过后，废墟之中，一只身背微型电子背包的黑色甲虫，正悄然钻进人类机械难以触及的角落。这不是科幻场景，而是2025年由澳大利亚昆士兰大学、新南威尔士大学与新加坡南洋理工大学联合研发的真实技术——“赛博甲虫”（ZoBorg）。这种结合了人类智慧与自然力量的微型生命机器人，凭借其惊人的灵活性和适应能力，正有望成为未来灾后搜救的得力助手。本文将带您深入了解这一革命性的生物-人工协同策略，以及ZoBorg如何在复杂地形中展现其独特优势。

想象一下这样的场景，一场突如其来的地震过后，楼体垮塌、通信中断，传统搜救设备难以进入瓦砾缝隙，时间在滴答流逝。而就在这片碎石与灰尘之间，一只约3厘米长、身背微型电子背包的黑色甲虫，悄然钻进了一个人类机械所无法企及的角落。它不是普通昆虫，而是一种被赋予远程导航能力的“赛博甲虫”（ZoBorg），一种人类与自然协作而成的微型生命机器人。

甲虫机器人灾后搜救示意图（图片来源：作者使用AI生成）

这听起来像是科幻小说的桥段，但实际上，这是2025年澳大利亚昆士兰大学、澳大利亚新南威尔士大学与(yǔ)新(xīn)加(jiā)坡(pō)南(nán)洋(yáng)理(lǐ)工(gōng)大(dà)学(xué)联(lián)合(hé)开发的一项真实研究成果。通过精准的神经电刺激，这些甲虫可以被遥控前进、转向，甚至垂直攀爬墙壁。科学家们希望，有朝一日它们能在灾难现场充当“先遣兵”，进入瓦砾缝隙中寻找生命迹象，为救援争取宝贵时间。

为什么我们选择操控一只甲虫，而不是造一台机器人？

在面对废墟、瓦砾、高低不平的灾后环境时，我们自然会联想到“搜救机器人”这个概念。但现实中的机器人，尤其是在昆虫大小这个尺度上，面临着众多工程学难题，它们需要自带肌肉系统的执行器，也需要类似神经系统的传感器与控制电路，以及强大的能源与结构设计来支持灵活运动。做得越小，这些挑战就越难克服。

而一只真实的昆虫，已经天然具备了这一切。ZoBorg计划选择的是一种名为Zophobas morio 的黑腹果甲虫（俗称“超级虫”）——这种昆虫的成虫体长约 3 厘米，高度约 8 毫米，小巧(qiǎo)、灵(líng)活(huó)，而(ér)且(qiě)天(tiān)生(shēng)就(jiù)擅(shàn)长(zhǎng)攀(pān)爬(pá)。这(zhè)些(xiē)甲(jiǎ)虫(chóng)拥(yōng)有(yǒu)进(jìn)化(huà)数(shù)亿(yì)年(nián)的(de)生(shēng)物(wù)机(jī)体(tǐ)，包(bāo)括(kuò)带(dài)有(yǒu)微(wēi)小(xiǎo)吸(xī)附(fù)垫(diàn)与(yǔ)利(lì)爪(zhǎo)的(de)足(zú)部(bù)结(jié)构(gòu)、能(néng)感(gǎn)知(zhī)墙(qiáng)面纹理与方向变化的触角，以及无需电池即可运作的高效肌肉动力系统。

ZoBorg机器人甲虫（图片来源：参考文献[1]）

研究人员并不是要替代这些复杂精妙的结构，而是以最小干预的方式，为其加装控制装置。他们设计了一种微型背包，内含红外接收器与微处理芯片，并向甲虫的鞘翅或触角植入电极，通过电刺激诱导特定运动指令。例如，刺激左侧鞘翅，甲虫就会向右侧横向移动；同时刺激双翅，则会加速前行；而通过刺激触角，还能诱导后退或转向等行为。

换句话说，ZoBorg 并不是一台从零搭建的机器人，而是一个 “活体机器虫平台”，人类只需“接管方向盘”，而驾驶的，是一位天然就熟练穿越复杂地形的老司机。

控制Zoborg跨越5毫米台阶（图片来源：参考文献[1]）

与传统机器人相比，这种“借(jiè)助(zhù)昆(kūn)虫(chóng)”的(de)方(fāng)式(shì)具(jù)有(yǒu)诸(zhū)多(duō)优(yōu)势(shì)：

极(jí)低(dī)能(néng)耗(hào)，昆(kūn)虫(chóng)自(zì)己(jǐ)就(jiù)能(néng)运(yùn)动(dòng)，不(bù)需(xū)电(diàn)机(jī)驱(qū)动(dòng)；

高(gāo)适(shì)应(yīng)性：能爬墙、越障、钻缝隙；

结构成熟：无需设计传感器、控制器和执行机构；

成本低廉：一只甲虫远比一台微型机器人来得经济。

赛博甲虫能力到底有多强(qiáng)

比(bǐ)起(qǐ)跨(kuà)过(guò)一(yī)个(gè)小(xiǎo)障(zhàng)碍(ài)，“从(cóng)地(de)面(miàn)转(zhuǎn)身(shēn)垂(chuí)直(zhí)爬(pá)墙(qiáng)”，对(duì)于(yú)任(rèn)何(hé)一(yī)个(gè)机(jī)器(qì)人(rén)而(ér)言(yán)都(dōu)是(shì)一(yī)道(dào)难(nán)关。这(zhè)不(bù)仅(jǐn)涉(shè)及(jí)重(zhòng)力(lì)挑(tiāo)战(zhàn)、身(shēn)体(tǐ)姿(zī)态(tài)调(diào)整(zhěng)，还(hái)要(yào)求(qiú)足(zú)够(gòu)的(de)附(fù)着(zhe)力(lì)和(hé)复(fù)杂(zá)的(de)感知判断。而ZoBorg的最大突破(pò)，正(zhèng)是(shì)在(zài)这(zhè)方(fāng)面(miàn)展(zhǎn)现(xiàn)出(chū)惊(jīng)人(rén)的(de)能(néng)力(lì)。

研(yán)究(jiū)团(tuán)队(duì)设(shè)计(jì)了(le)一(yī)种(zhǒng) “按(àn)需(xū)登(dēng)墙(qiáng)”方(fāng)案(àn)，让(ràng)甲(jiǎ)虫(chóng)在(zài)接(jiē)触(chù)到(dào)垂(chuí)直(zhí)墙(qiáng)面时，可以在指令引导下主动攀爬。整个过程分为三个阶段：

首先当ZoBorg靠近墙体时，电刺激让其加速并以特定角度接触墙面。甲虫的触角和脚部感应器会判断前方的“障碍”是否可以攀爬。如果未能立即攀爬，系统会继续刺激其远离墙的一侧翅鞘，使其身体横向转动，与墙面(miàn)平(píng)行(xíng)。接(jiē)下(xià)来(lái)，通(tōng)过(guò)反(fǎn)复(fù)电(diàn)刺(cì)激(jī)诱(yòu)导(dǎo)其(qí)横(héng)向(xiàng)运(yùn)动(dòng)，促(cù)使(shǐ)其(qí)从(cóng)地(de)面(miàn)“侧(cè)身(shēn)”切(qiè)换(huàn)到(dào)垂(chuí)直(zhí)墙(qiáng)面(miàn)，完(wán)成(chéng)完(wán)整(zhěng)转(zhuǎn)场(chǎng)。

控制Zoborg爬墙实验（图片来源：参考文献[1]）

这样的机制，模拟了自然中昆虫寻找路径的行为，它们本能地倾向于向“阻力更小”的方向移动，而垂直墙面，在某些角度下反而成为这种路径。

实验结果令人瞩目，在5毫米和8毫米的障碍高度下，ZoBorg跨越成功率超过92%，耗时通常不到1秒。而在垂直登墙实验中，ZoBorg的总体成功率为71.2%，其中68%是沿墙行进后“转角登墙”，32%是在墙面中部直接完成攀爬。即使是实验后5天再重复，ZoBorg的登墙表现依然维持在76%以上，显示出良好的稳定性与生物适应性。

Zoborg 被控制着在复杂地形上穿越（图片来源：参考文献[1]）

更值得一提的是，ZoBorg背负了一个重达自身近一倍的小型电子背包，依然能够完成墙面攀爬，并在室外粗糙石墙表面实现自由移动，这一点，许多微型机器人至今都难以企及。

总结

或许你不会想到，未来某个灾难现场，首先钻进废墟缝隙中寻找生命迹象的，不是一台机器人，而是一只甲虫ZoBorg 的出现，不只是一次技术突破，更是人与自然联手作战的真实写照。它不靠钢铁驱动，却能凭借进化出的感知能力、灵巧肢体，加上微电子(zi)刺(cì)激(jī)，在(zài)复(fù)杂(zá)地(de)形(xíng)中(zhōng)灵(líng)活(huó)穿(chuān)梭(suō)、垂(chuí)直(zhí)爬(pá)墙(qiáng)。

这(zhè)种(zhǒng)“生(shēng)物(wù)-人(rén)工(gōng)”协(xié)同(tóng)策(cè)略(è)，不(bù)仅仅提升了爬墙能力，更启发了科学家们对下一代仿生机器人设计的全新想象。

参考文献：

[1] Fitzgerald, Lachlan, et al. "Zoborg: On‐Demand Climbing Control for Cyborg Beetles." Advanced Science (2025): e02095.

作者丨Denovo科普团队（杨超 博士、中国科普作家协会会员、广东省青年科技创新研究会会员）

审核丨殷海生 中国科学院分子植物科学卓越创新中心，上海昆虫博物馆馆长/研究员级高级工程师