將活蜻蜓改造成世界上最小的無人機，這家公司腦洞真夠大的 | 科技有意思

在科幻電影『阿凡達』中，潘多拉星球上的納美族人身上有種特殊的感受器，能夠與名叫魅影的翼龍進行生物連接，從而控制它帶自己飛達想去的地方。

或許你曾認為用人的想法來控制動物只能是個幻想，但是現在，美國馬薩諸塞州劍橋市的一家研發公司 Draper 真的將這個想法變成了現實。他們通過將一種太陽能控制背包來裝備活蜻蜓，由背包產生的光脈衝控制蜻蜓大腦中的神經元，從而指揮傾聽按照指定的方向飛行。

這個項目名稱為 DragonflEye，由 Draper 與 Janelia Farm 的霍華德休斯醫學研究所（HHMI）的合作開發。

與大疆等一類純機械電子結構的無人機不同 ，Draper 團隊更多的是依靠生物學知識，來實現遠程控制活昆蟲，而不是人為的激活它的翅膀。簡單說來就是通過控制蜻蜓的大腦，讓它產生向某個方向飛行的想法，而不是簡單的控制它揮動翅膀，做出違背昆蟲意願的飛行。

為了做到這一點 ，Draper 團隊依靠所謂的光遺傳學，需要做以下幾步工作：

• 首先，將昆蟲的解剖學上的某些部位注入一種加入了神經元基因的光敏蛋白（卵磷脂），這些神經元可以被電子背包中的介面發送的特定波長的脈衝光波激活；

• 然後，在蜻蜓身上綁定指甲大小名為 Optrode 的電子背包，裡面包含電路板、感測器和太陽能電池，為人類與蜻蜓之間的信息中轉站；

• 最後，編碼後的人類指令經由電子背包轉換成光信號，通過介面發送到昆蟲大腦的特殊「轉向」神經元。經過修飾後的神經元被光脈衝激活後，將接收到的信號傳送到翅膀，從而激發昆蟲飛向指定的方向。

Draper 的生物醫學工程師 Jesse J. Wheeler 介紹說，「DragonflEye 是一種全新的微型飛行器，比任何人造無人機更小，更輕，更健壯。這個系統推動能量收集、運動檢測、演算法、小型化和光遺傳學的邊界，都在一個足夠小的昆蟲穿著的系統中。

值得一提的是，蜻蜓的神經元在這個過程中不會受到影響，也不會受到破壞，只是為這個微小的生物提供了更遠，更靈活的飛行能力。

電子背包內部結構

而與大疆等純機械結構相比，昆蟲無人機顯然在續航性能上具有很大的優勢。機械電子無人機通常只能配備非常有限的電池，續航時間只有幾十分鐘。而 DragonflEye 系統不需要飛行電源，背部的太陽能電路板只需要提供導航所需的電能，由於昆蟲能夠自行攝取食物補充飛行能量，因而在其存活期內的飛行動力成本幾乎為零。

目前這個項目在昆蟲上的嘗試並不局限於蜻蜓，也曾嘗試過更大的生物，如甲蟲與蝗蟲，針對它們的電子系統也相應提升為重達 1.3g。這些系統不包括導航系統與無線電指導系統，指導昆蟲飛行的方法同樣有兩種：欺騙感官刺激以出發飛行行為，以及直接控制翅膀相關的神經元與肌肉。

雖然目前，科學家們只能讓蜻蜓做直線運動，但這項技術的潛力十分驚人。至於這項技術能帶來的意義，Jesse J. Wheeler 說道：「DragonflEye系統提供了新的小型化技術，可以將各種昆蟲與環境感測器配套使用，並可能引導重要的行為，如授粉。」他認為，電子蜻蜓將很快被用於引導授粉，偵察甚至精密醫學和診斷。

除了農業與醫療，還可以用於自動駕駛。科學家建立了一個運動捕捉室，可用於監控蜻蜓精確的飛行運動，並從導航系統中收集數據。這種方法同樣適用於精準自主導航車載跟蹤演算法的開發。

當然，也有人質疑這種技術會像轉基因食品一樣引發人們的恐慌。因為若控制昆蟲成為隱秘性極強的間諜，用於窺探機密或隱私，其能引發的破壞力顯然不小。但換個角度想，智能昆蟲也可以幫助我們以全新的方式了解世界，只是需要給點時間，讓我們去理解與接受它。

文章來源：將活蜻蜓改造成世界上最小的無人機，這家公司腦洞真夠大的 | 科技有意思

文章作者：談喆@深圳灣

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