新加坡南洋理工大学与日本早稻田大学的科研团队，近日联手研发一款专为半机械蟑螂设计的柔韧“潜水服”。这款“潜水服”内置微型制氧器，能让原本无法在水下呼吸的活体蟑螂在水底或低氧环境下，持续活动长达三小时。
南大星期一（6月29日）发文告介绍，这项研究成果已发表在国际著名学术期刊《自然—通讯》，有望显著扩大半机械昆虫在搜救任务中的应用范围，特别是在遭遇严重洪涝或暴雨后的灾区，存在着许多被水淹没的瓦砾、积水和部分沉入水中的狭窄空间，往往会阻碍传统救援机器人的进入，这套“潜水服”能让半机械蟑螂秒变两栖昆虫。
所谓的“半机械昆虫”，指的是在活体昆虫身上安装电子控制器来引导它们的行动。由于它们依靠昆虫自身的肌肉行走，与需要携带大容量电池来驱动电机的小型人造机器人相比，半机械昆虫所需的电量要少得多。
不过，他们仍受限于昆虫自身的呼吸系统。以蟑螂为例，它们是通过身体两侧被称为“气门”的微小开口将空气吸入气管网络来进行气体交换，一旦进入水中便无法获取氧气。
为此，科研团队在实验室内利用塑料管模拟了充满二氧化碳的淹水隧道等低氧环境，成功证实穿上新潜水服的半机械蟑螂，能在水下保持活跃并自由移动长达三小时。
领导研究的南大机械与航空航天工程学院教授佐藤裕崇（Hirotaka Sato）解释说，这款昆虫潜水服的原理类似于人类潜水员的氧气瓶，能自主供应氧气并直接输送到昆虫的呼吸孔。由于暴雨或洪水后的灾区环境极其复杂，通道常被积水堵死，这款潜水服将能让半机械蟑螂的搜寻范围扩大至水下，相信能大幅提升搜救效率。
早稻田大学创意科学与工程学院的梅津信二郎教授则指出，研发的核心挑战在于打造一个足够小巧、轻便且柔韧的系统。团队最终将柔软的防水外壳与简单可靠的化学氧气制造器相结合，在完全不影响昆虫天生移动能力的情况下，保护其免受致命环境伤害。研究人员强调，这些管子的固定和拆卸过程，完全不会对昆虫造成痛苦或伤害。
整套水下潜水服由氧气制造舱、柔韧外壳和四根硅胶氧气输送管组成。氧气制造舱用透明树脂材料3D打印而成，内部放置二氧化锰海绵作为催化剂。半机械蟑螂准备出发时，研究人员会向舱内注入少量稀释的过氧化氢（俗称双氧水）并密封，舱内的二氧化锰就会缓慢分解双氧水，源源不断地释放出氧气，随后通过硅胶管输送到蟑螂的胸部气门，让它摇身一变成为两栖半机械昆虫。
佐藤教授在南大从事这个领域的研究已有十多年，其成果曾被应用在实际搜救行动中，例如，2025年3月28日缅甸7.7级地震的救援工作。接下来，团队计划在更逼真的模拟灾难环境中测试潜水服。除了搜救，该技术未来也可用于检查淹水管道、排水沟等人类难以触及的基础设施，并有望推广到蝗虫和甲虫等拥有其他相似呼吸系统的昆虫身上。
