在地震災區被淹水和泥土掩埋的情況下，最後一件人們期望見到的救援者，可能是一隻巨型蟑螂。近期，科學家們為遙控的生化蟑螂建造了一套 3D 列印的「潛水服」。新加坡南洋理工大學和日本早稻田大學表示，這種創新裝備可以讓昆蟲在水下或低氧環境中呼吸、生存，並持續達到三小時。這可能會改變以陸地為基礎的生化昆蟲，成為適合在被淹災區進行搜索和救援任務的兩棲工具。
生化蟑螂的潛水服設計突破了傳統限制
克服水的障礙。在過去的幾年中，機器人學家們一直在改造蟑螂，方法包括為昆蟲安裝迷你電子揹包，並通過電極刺激牠們的觸角，讓操作員可以無線操控牠們向左或向右移動。然而，仍然面臨一個挑戰：這些生物混合機器人無法在水中游泳或呼吸，因此被淹的環境完全無法通行。蟑螂通過身體上的微小孔洞（稱為氣孔）呼吸。當將生化蟑螂放入被淹的排水管、深水坑或暴雨後的廢墟中時，幾分鐘內便會窒息。
工程團隊需要設計一個不會增加昆蟲負擔的氧氣罐，因此設計了一種輕便的自給自足化學生命支持系統，通過化學反應生成氧氣。這種方法最大限度地減少了物理負載，提供了可行的呼吸供應，而不會使昆蟲負擔過重。
早稻田大學創意科學與工程學院的梅津慎二教授表示：「關鍵的工程挑戰在於建立一個小型、輕便且靈活的系統，讓昆蟲可以穿戴，同時又能產生足夠的氧氣以支撐長時間的水下運動。我們的方案結合了一個柔軟的防水外殼與一個簡單而可靠的化學氧氣生成器，這使得昆蟲在無法生存的環境中仍能保持自然的靈活性。」該系統使用一個 10×10 毫米的 3D 列印樹脂揹包，在移動過程中生成可呼吸的空氣。
內部的微小海綿包裹著二氧化錳，作為催化劑，穩定地分解注入的液態過氧化氫。這一受控的化學反應釋放出氧氣，然後通過四條柔軟的硅膠管直接傳送到昆蟲的氣孔，同時完全封閉水分。
生化蟑螂在災難救援中的應用前景廣闊
搜索和救援任務的實驗設置成功地讓蟑螂在淹沒的試管內活動了數分鐘，而沒有潛水服的對照組則迅速淹死。值得注意的是，硅膠管牢牢附著在蟑螂的胸部氣孔上，並且可在不造成損傷或不良影響的情況下輕易剝離。在實驗室測試中，穿著潛水服的蟑螂展現了靈活性，成功通過包括二氧化碳充滿的房間和完全淹沒的隧道的障礙賽。據報導，這些生化蟑螂在兩種環境中均保持高速度，在陸地上以每秒 87.5 毫米的速度移動，並在水下以每秒 78.4 毫米的速度略微減速。
這種兩棲升級對現代緊急應對至關重要，因為真實的災難現場很少是乾燥的，暴雨和破裂的水管會將倒塌的基礎設施變成一片泥沼，充滿狹窄且半淹沒的空隙。
生化蟑螂已經在實地行動中發揮作用，協助在緬甸一次 7.7 級的毀滅性地震中進行救援工作。這一新的潛水能力確保它們不會被突如其來的洪水阻礙。接下來，研究團隊計劃升級潛水服，將熱傳感器和導航系統直接整合到設計中。該研究的成果發表在《自然通訊》期刊上。