洪水凶猛，突破陆地限制！蟑螂穿上3D打印“潜水服”，有望助力灾后搜救

近两年科学家一直在探索半机械昆虫的应用场景。先是在震后废墟里远程操控它们穿行搜救，如今又给它们找到了新任务——应对洪水灾害中的水下探索。

最近，新加坡南洋理工大学和日本早稻田大学的联合研究团队，给这些“半机械蟑螂”量身定制了一套轻便灵活的“潜水服”。穿上这套装备后，它们能在水下以及低氧环境中持续活动长达3个小时。

▲科学家们研究出了蟑螂“潜水服”

研究团队在描述这项技术时说：“一场暴雨或洪水之后，真实的灾区状况非常复杂，瓦砾、排水沟和狭窄的缝隙往往会堵死通道。如果我们能扩展现有仿生昆虫的运行参数，让它们具备水下航行的能力，那么搜救工作的触及范围就能大幅提升。”

这项成果已于6月29日发表在《自然通讯》杂志上。从数据来看，这套创新设计大大拓宽了半机械昆虫的应用边界。未来，它们有望在洪水救援、管道检查等复杂环境中扮演关键角色。

先简单介绍下背景。所谓半机械昆虫，其实就是在活体昆虫体内植入电子控制器，通过远程信号来操控其运动。此前，研究人员已经尝试过把它们部署到地震废墟中，去执行那些人类或传统小型机器人难以抵达的狭窄空间搜救任务。

一个标志性案例是2025年3月缅甸7.7级强震。“半机械蟑螂”在那次救援中完成了全球首次实战部署。相比于依赖高耗能电池的小型机器人，半机械昆虫靠自身肌肉提供动力，续航能力更强，也不容易突然因为电力耗尽而失效。

而现在，科学家希望给它们再加一项新技能——水下作业。

该研究的共同作者、早稻田大学创意科学与工程学院教授梅津信二郎解释说：“我们把柔软防水的外壳和氧气发生器结合在一起，让这些昆虫在原本根本无法生存的环境里，依然保持着自然活动能力。”

具体来说，这套装置由柔性防水外壳、四根硅胶输氧管和一个3D打印氧气罐组成。氧气罐内部填充着高吸收海绵，海绵上涂有二氧化锰催化剂；往里面注入稀释过的过氧化氢后，就能缓慢释放出氧气。这些硅胶管直接连接到蟑螂胸部的气门上。整个装置大概只有10×10毫米，非常小巧轻便，安装和拆卸都很方便，且不会伤害昆虫。

梅津信二郎坦言，整个设计中最难的部分是：“要同时做到两件事——装置既要足够小巧柔韧，让昆虫能把它戴在身上；又要能在长距离潜水过程中提供充足的氧气供应。”

在测试环节中，科学家们搭建了各种塑料管来模拟真实场景，比如充满二氧化碳的淹没隧道，以模拟低氧环境。

实验结果相当直观：穿上潜水服的蟑螂在模拟水下隧道、低氧环境里行动自如，存活时间从原本的几分钟直接拉长到了3小时，移动速度也只是略有下降。

团队表示，下一步将给潜水服加装传感器和导航系统，并在真实模拟的灾难环境中进行进一步测试。

从更长远的视角来看，这项技术有望扩展到蝗虫、甲虫等其他昆虫身上，用于检查水淹管道、排水系统以及隧道等传统设备难以触及的高难度区域。