德國國防初創(chuàng)公司 SWARM Biotropics 表示，它已與包括德國聯(lián)邦國防軍在內(nèi)的北約客戶一起部署了可編程機器人昆蟲群，以支持城市和地下環(huán)境中的近距離偵察。這項技術(shù)可以為美國和盟軍提供一種新的低特征選項，用于穿透小型無人機經(jīng)常難以進入的建筑物、隧道和瓦礫。

SWARM Biotropics正在將生物混合昆蟲群推向偵察問題，這可能為北約部隊提供新的選擇，以滲透房間、隧道、瓦礫和其他微型無人機和地面機器人經(jīng)常失速的空間。軍事影響是直接的：如果士兵能夠在建筑物或地下綜合體中植入攜帶傳感器的可控昆蟲平臺，指揮官就可以獲得近乎實時的態(tài)勢感知，而無需暴露偵察小組或使用噪音大、特征豐富的無人機。這種說法不是理論上的。在最近的公開帖子中，SWARM Biotropics 首席執(zhí)行官斯特凡·威廉 (Stefan Wilhelm) 表示，該公司已經(jīng)建立了“可編程機器人昆蟲群”，并在歐洲和美國進行現(xiàn)場測試后，將其“部署”給包括德國聯(lián)邦國防軍在內(nèi)的北約付費客戶。

“機器人昆蟲”背后的操作邏輯與其說是科幻小說，不如說是長期軍事習(xí)慣的延伸：通過將自然動力復(fù)制到機器中或直接整合生物學(xué)來利用自然動力。機器人技術(shù)中的群體策略借鑒了螞蟻和蜜蜂，撲翼微型飛行器借鑒了昆蟲，粘合劑或傳感概念不斷從生物學(xué)遷移到材料中。生物混合系統(tǒng)下一步將生物體視為移動性和傳感基線，然后添加一個最小的電子層來引導(dǎo)、任務(wù)和聯(lián)網(wǎng)。這種倒置很重要，因為運動、自動扶正、地形適應(yīng)和耐力已經(jīng)通過生物尺度的進化得到了解決。工程挑戰(zhàn)變成了可控接口、小型化有效載荷和彈性通信，而不是執(zhí)行器和傳動系統(tǒng)。

公開報告表明，德國一直在密切關(guān)注這一利基市場，因為它加快了國防創(chuàng)新和采購時間表。調(diào)查將 SWARM Biotropics 的概念描述為配備微型“背包”的蟑螂，可以通過攝像頭收集實時數(shù)據(jù)，并通過電刺激來遠程控制移動，以便在敵對環(huán)境中進行監(jiān)視，包括定位敵人的位置。威廉分別將這些平臺描述為配備有神經(jīng)刺激、傳感器和安全通信模塊的活昆蟲，可以單獨操縱或成群自主操作。對于運營商來說，關(guān)鍵細節(jié)是預(yù)期任務(wù)不是廣域情監(jiān)偵。這是在雜亂、GPS 無法識別的微地形內(nèi)進行的“最后 50 米”偵察，傳統(tǒng)小型無人機面臨螺旋槳清洗限制、導(dǎo)航錯誤或立即檢測。

該方法依賴于昆蟲運動的生物電子控制，通常通過植入電極刺激特定的神經(jīng)結(jié)構(gòu)或感覺器官來誘導(dǎo)轉(zhuǎn)動、速度變化或步態(tài)中斷。同行評審的研究表明，蟑螂混合機器人可以通過使用集成微控制器、無線電收發(fā)器和電池的背包對胸神經(jīng)節(jié)進行電刺激來引導(dǎo)，所報告的控制重復(fù)性挑戰(zhàn)反映了個體昆蟲之間習(xí)慣性和變異性的生物現(xiàn)實。這就是 SWARM 聲稱的全棧架構(gòu)的意義所在。差異化因素不僅僅是附加有效載荷，而是將神經(jīng)接口設(shè)計、集群自主軟件、模塊化有效載荷管理和任務(wù)控制工具集成到一個可現(xiàn)場部署的系統(tǒng)中，一個單元可以在沒有實驗室團隊的情況下實際運行。

競爭對手是存在的，但它們分散在三個領(lǐng)域：傳統(tǒng)國防研究、學(xué)術(shù)生物混合實驗室和純合成昆蟲規(guī)模機器人。近二十年來，美國通過 DARPA 的 HI-MEMS 努力探索緊密耦合的昆蟲機器接口進行偵察，明確針對遠程控制的機器人昆蟲進行隱蔽傳感和戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)。在學(xué)術(shù)界，亞洲的研究人員報告了自動化組裝過程，每只昆蟲大約一分鐘就能將電子背包固定在蟑螂上，并公布了誘導(dǎo)轉(zhuǎn)彎和減速的性能數(shù)據(jù)，以及在充滿障礙物的地形中進行群體導(dǎo)航演示。日本研究團隊還強調(diào)功率和耐用性是核心限制，展示了薄型柔性太陽能模塊，以減少對電池的依賴，同時保留遠程方向控制。與此同時，全人造昆蟲規(guī)模的機器人項目，如哈佛大學(xué)的 RoboBee 代表了不同的競爭壓力：受昆蟲啟發(fā)的全合成微型機器人，仍在努力從實驗室條件過渡到強大的現(xiàn)場耐力和電力自主權(quán)。
對于軍隊來說，作戰(zhàn)影響取決于三個問題：可以攜帶什么有效載荷、在現(xiàn)實環(huán)境中控制的可靠性如何，以及系統(tǒng)在電子戰(zhàn)和對抗措施下的彈性如何。相機背包顯然是第一步，但更決定性的有效載荷可能是聲學(xué)傳感、化學(xué)檢測或短脈沖射頻映射，有助于識別封閉空間中的人員、發(fā)動機或發(fā)射器。邊緣處理，即使在中等水平，也可以壓縮數(shù)據(jù)、檢測運動線索，或?qū)⒍鄠€昆蟲饋送融合到單個戰(zhàn)術(shù)圖片中，從而減少群體的帶寬需求。通信問題也是脆弱性：微小的天線和低功率鏈路更容易受到干擾或性能下降，而且室內(nèi)傳播可能會破壞視距假設(shè)。如果有效載荷增加其特征，對手還可以通過簡單的物理對策做出反應(yīng)，從屏障和殺蟲劑到掃掠和熱或光學(xué)檢測。

從戰(zhàn)略上講，威廉的演講中最具破壞性的主張是“通過育種而不是工廠來擴大規(guī)?！?。如果國防客戶可以在沒有精密制造的情況下部署大量平臺，那么成本曲線和補給邏輯就會發(fā)生變化，特別是對于城市作戰(zhàn)中的可消耗偵察而言。然而，生物學(xué)引入了自己的供應(yīng)鏈：受控育種、生物安全、運輸標(biāo)準(zhǔn)、福利和倫理審查以及跨生命平臺的性能一致性。這些限制將決定機器人昆蟲是否成為專門單位的利基工具或更廣泛的北約條令中的可擴展層。在短期內(nèi)，可信的軌跡是有限的，但很重要：攜帶傳感器的小型生物混合群作為微型無人機的補充，填補了士兵視線與第一個房間、隧道彎道或下一次接觸可能等待的瓦礫空隙之間的間隙。