DIY Arduino 蟑螂控制系统 —— 30 美元以内自制指南

项目简介

几年前我看到了 Backyard Brains 的智能手机控制蟑螂实验，深受震撼。起初母亲因蟑螂拒绝支持，后来我用 Arduino 重现了这个实验，并说服她蟑螂并不可怕。我订购了几只马达加斯加嘶嘶蟑螂，经过反复编码、测试，最终成功通过电刺激暂时改变蟑螂的行为，如视频所示。

重要声明：这不是玩具，而是一个神经科学教学实验，原理类似于人工耳蜗植入（已帮助超过 32 万人恢复听力）。蟑螂能再生触角和肢体。实验中蟑螂全程处于麻醉状态，所有操作均可逆且实验结束后已恢复。使用的氰基丙烯酸酯（强力胶）无害，类似化学物质曾在越战中用于人体伤口封合。

第一步：工作原理

蟑螂触角直接参与导航。Arduino 向触角施加可变频率电信号（模拟神经信号），让蟑螂误以为前方有墙壁，从而转向。但しばらく后蟑螂会适应刺激，恢复正常行走。

第二步：材料清单

核心电子元件

• Arduino Micro 或 MKR 1000（约 $20）
• 12V A23 电池或纽扣电池（MKR 1000 用，约 $2）
• A23 电池盒或纽扣电池盒（或自制铝制件）
• 排针连接器
• 细线（可从多股线中剥离，约 $1）
• 强力胶（氰基丙烯酸酯，约 $2.48）
• 无毒胶水（约 $0.90）
• 砂纸
• 小垫圈

蟑螂饲养用品

• 马达加斯加嘶嘶蟑螂（⚠ 购买前请查阅当地法规 ⚠）
• 大小鱼缸各一个
• 香蕉、苹果、狗粮（每日喂食，配湿纸巾）
• 蛋盒（作为藏身处）
• 碎纸（作为垫料）
• 加热垫

注意：务必检查当地法规。笼盖需涂厚层凡士林防逃逸。切勿让蟑螂无人看管地离开饲养箱，绝不将其释放到自然环境中。

所需工具

• 电烙铁
• 大头针
• 热熔胶枪
• 剪刀
• 美工刀
• 打火机或火柴（用于烧去误粘的强力胶）

第三步：制作“背包”

1. 用薄铝板剪出 3 英寸 × 2 英寸的 “+” 形，边缘向上折弯（逆纹切割防断裂）。
2. 一端缠电工胶带，中部钻小孔穿线，两端各焊一垫圈。
3. 焊接排针连接器，焊点处贴电工胶带绝缘。
4. 热熔胶固定较大排针座于背包一侧，两脚各焊约 1 英寸细线。
5. 测试：装入 A23 电池，插入 Arduino Micro 的 VIN 和 GND，亮灯即成功；否则调整电池盒接触。

第四步：触角植入手术

1. 将蟑螂放入冰水麻醉约 2 分钟，直至对触动无反应。
2. 置于纸巾上，轻打磨胸部背面（无神经组织，类似指甲），涂无毒胶固定背包。
3. 修剪触角至 2–3 厘米，细线插入触角中空处 1/4 厘米，涂强力胶再推进 1/4 厘米，另一侧同法。
4. 确认仍麻醉，用大头针在胸部侧面刺微孔，接地线插入 1/4 厘米，涂胶再推进 1/4 厘米。
5. 整理导线避开腿部，放入单独饲养箱静养过夜。

第五步：代码编写

代码简洁易改。重写时注意：每次 tone() 后必须跟 noTone()；Arduino 以毫秒计时（1 秒 = 1000 毫秒）；刺激另一触角只需将引脚 11 改为 12。

void setup() {}
void loop() {
  tone(11, random(1,100), random(1,1000)); // 让蟑螂向一侧转向
  noTone(11);
}

第六步：实测验证

1. 上传代码，取出背包蟑螂，装入电池，连接排针，观察转向。
2. 若怀疑接地不良，用万用表欧姆档测触角线与地线：读数 >1 Ω 为正常；<1 Ω 说明短路；显示 “OL” 则接地不良，需重做地线。
3. 实验结束后轻取背包，剪断导线。
4. 测试环境光线应均匀，因蟑螂在暗处也会转向。

感谢父母的包容与协助！