近日，在青島消防支隊，一場特殊的測試悄然展開。在一個約10平方米的模擬災后場景中，一隻背著“電子背包”的“機器人蟑螂”在狹窄的甬道中敏捷穿行，可靈活避開石塊、木板等障礙物。山東科技大學動物機器人研究團隊的成員一邊操控著它行進，一邊通過其頭部的單目攝像頭接收蟑螂“第一視角”的畫面。

這不是山東科技大學研發的首個動物機器人。20余年來，該校機器人研究中心科研團隊深耕動物機器人領域，接力創造了多項科研突破，為智能機器人技術的發展開拓了新路徑。

2007年，世界首例可實現飛行控制的動物機器人“機器人鳥”在山東科技大學誕生。這項研究從“腦機接口”入手，通過電刺激精准調控鳥類飛行行為，為動物機器人研究奠定了技術基礎。

山東科技大學動物機器人研究始於20世紀90年代末。彼時，山東科技大學教授蘇學成在研究“四周履帶式蛇形機器人”時意識到，傳統機電式微小型機器人面臨“能源有限”和“能力受限”兩大瓶頸，由此他萌發了以動物替代機電機器人的構想，嘗試用數十微安級的微電流刺激動物腦區，令其感到興奮或高興而跑動。

2005年，蘇學成團隊研制出國內首隻“機器人鼠”。然而，由於鼠天生膽小，“機器人鼠”在實際應用中作用並不大。怎樣讓動物機器人實現更大的活動范圍和應用空間？蘇學成苦苦思索，一隻在天空中翱翔的鳥兒給了他靈感。於是，蘇學成團隊開始將鴿子作為研究對象。他們將微電極植入鴿子的腦部神經區域，需要進行人為控制時，就將刺激發生器插到露在鴿子腦外部的插座上，鴿子變成受人控制的“機器人鳥”。

“‘機器人鳥’的行動可受遠程控制，它們無需訓練就能依據技術人員的指令改變飛行方向，顯著優於需長期調試的傳統機器人。”蘇學成介紹說，團隊獨創了“主動逃避”控制原理，還成功解析了鴿子的腦電波，開發出一套信號編碼與傳輸系統，使技術人員能像操控無人機一樣指揮鴿子完成起飛、轉向、盤旋等動作。

蘇學成表示，“機器人鳥”展現了“腦機接口”技術在動物控制領域的巨大潛力，其最突出的優勢在於“即做即用”。任何健康的鴿子植入電極后均可即時響應信號，這大幅提升了動物機器人的實用性與部署效率，適合規模化應用。

“‘機器人鳥’應用前景廣闊，可以進入人類難以抵達的空間或環境，執行探測、物資投送等任務。我相信這項技術能為人類帶來更多便利。”蘇學成說。

在山東科技大學，科研人員對動物機器人的探索從未停步。近年來，該校副教授槐瑞托團隊將目光投向更具挑戰的昆虫機器人領域，成功研發出新一代動物機器人——“機器人蟑螂”。

相較於前代研究，“機器人蟑螂”的核心突破在於其高度集成的生物神經調控系統。整套控制系統被集成於一枚微型“電子背包”中，幾乎不影響蟑螂正常活動。通過這枚“電子背包”，操作人員可實現對蟑螂行動的直接調控。

槐瑞托介紹，團隊利用自主開發的蟑螂手術制備平台，將電極植入手術效率提高6倍，成功率提升至99%。他們還研制出獨特的蟑螂“普通話”刺激信號，使其能准確響應指令，實現遙控、監控、避障乃至竊聽等多種功能。

“我們能在20分鐘內制作出一隻‘機器人蟑螂’，成本僅約45元。它們單次可持續運行50分鐘，存活期可達3個月。”參與項目研究的山東科技大學學生田鴻超說，“電子背包”歷經三次迭代，圖傳延遲低於300毫秒，控制距離超過百米。

目前，槐瑞托團隊已與中國電科網絡通信研究院等單位展開合作，搭載微型傳感器的“機器人蟑螂”在測試中表現穩定，獲得合作方的認可。“‘機器人蟑螂’在狹小空間探測、隱蔽偵察等領域具有廣闊應用前景，未來有望發揮重要作用。”槐瑞托說。

“學校將繼續聚焦‘腦機接口’等關鍵技術，將機器人研究領域的傳統優勢與人工智能等前沿技術深度融合，超越傳統‘遙控’模式，打造能在復雜動態環境中自主感知、決策和執行任務的全新一代智能體。”山東科技大學副校長陳紹杰說。