蜻蜓装上“背包”变身活体无人机

作者: 薛七雀

蚁人和他的蚂蚁大军

蜻蜓“背包”的零部件

科学家掌心里的蜻蜓无人机

在美国科幻电影《蚁人》中,主角除了那套可以缩小身体的神奇战衣外,还有一项特殊的本领,那就是在一个高科技设备的帮助下,他可以通过脑电波控制各类蚂蚁辅助他战斗。

就在不久前,电影情节变成了现实,美国科学家成功将无人机技术与蜻蜓结合起来,开发出一款可由人类控制的活体微型无人机。

这个把蜻蜓和无人机技术结合在一起的项目叫作“DragonflEye”,是由美国的霍华德·休斯医学研究所与德雷珀实验室合作完成的。这两家研究机构分工相当明确,前者负责对蜻蜓进行基因改造,而后者负责制作控制蜻蜓的“背包指引系统”。

首先,霍华德·休斯医学研究所的研究人员会对蜻蜓进行一番基因改造,使蜻蜓的神经细胞和翅膀协同作用,并对光脉冲(光源按着一定时间间隔时断时续地发光)作出反应。这是什么意思呢?就是让蜻蜓变得对光线极其敏感,然后通过光源的变化有效地控制住蜻蜓的行动。

不过基因改造过后,给蜻蜓发送指令依旧不是一件容易的事,因为必须要在蜻蜓的神经线(其神经线相当于钓鱼细线大小)周围传送光线,才能让它感受到光源的变化。这就好比把线穿进针孔,针孔越小,自然越难把线穿进去。为此,德雷珀实验室的科研人员开发出一种全新的光极(一种比光纤更小、更灵活的新型光导)技术,从而有效地解决了传送光线的问题。

总而言之,安装在蜻蜓背上的“背包”就相当于一个指令发射器,只不过它不是通过声音或者动作来控制蜻蜓,而是通过光极直接将命令发送到蜻蜓的神经系统中。这样,你就可以轻松控制蜻蜓飞到任何你想要的地方去。

此外,“背包指引系统”是专为实现蜻蜓的自主性而设计的,它能够通过环境能源(如太阳能)进行充电,来自环境中的高效能量有助于减轻整个系统的重量,这样蜻蜓就不会被庞大的电池拖累。

蜻蜓背上的轻便“背包”

制作过程中的蜻蜓无人机

蜻蜓无人机特写

那么像蜻蜓无人机这样的微型昆虫无人机能用来干吗呢?它们可以用来在危险建筑物中进行搜索、救援;也可以用来进行大范围的农作物授粉;还能用来追踪小型动物,帮助科学家更好地了解野生动物的行为;昆虫身上还可以搭载环境探测设备,对气候变化的影响进行监测……

在“背包指引系统”中涉及的光极技术在医疗方面也极具意义,未来我们透过光极技术可以对病人进行?更加细致的微诊断,甚至可以存取目标神经元(构成神经系统结构和功能的基本单位),让医疗精准度更高。

(插画绘制/三公主)