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2017-06-03

將活蜻蜓改造成世界上最小的無人機明也,這家公司腦洞真夠大的

控制蜻蜓的大腦宣虾,它就變成了一只「昆蟲無人機」,有沒有很酷温数?

在科幻電影『阿凡達』中绣硝,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撑刺,從而控制它帶自己飛達想去的地方域那。

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(xiàn)在猜煮,美國馬薩諸塞州劍橋市的一家研發(fā)公司 Draper 真的將這個想法變成了現(xiàn)實。他們通過將一種太陽能控制背包來裝備活蜻蜓败许,由背包產生的光脈沖控制蜻蜓大腦中的神經元王带,從而指揮傾聽按照指定的方向飛行

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

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醋寝,來實現(xiàn)遠程控制活昆蟲搞挣,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音羞,讓它產生向某個方向飛行的想法囱桨,而不是簡單的控制它揮動翅膀,做出違背昆蟲意愿的飛行嗅绰。

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

  • 首先窘面,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)翠语,這些神經元可以被電子背包中的接口發(fā)送的特定波長的脈沖光波激活;
  • 然后财边,在蜻蜓身上綁定指甲大小名為 optrode 的電子背包肌括,里面包含電路板傳感器太陽能電池酣难,為人類與蜻蜓之間的信息中轉站谍夭;
  • 最后黑滴,編碼后的人類指令經由電子背包轉換成光信號,通過接口發(fā)送到昆蟲大腦的特殊「轉向」神經元慧库。經過修飾后的神經元被光脈沖激活后跷跪,將接收到的信號傳送到翅膀,從而激發(fā)昆蟲飛向指定的方向齐板。

Draper 的生物醫(yī)學工程師 Jesse J. Wheeler 介紹說吵瞻,「DragonflEye 是一種全新的微型飛行器,比任何人造無人機更小甘磨,更輕橡羞,更健壯。這個系統(tǒng)推動能量收集济舆,運動檢測卿泽,算法,小型化和光遺傳學的邊界滋觉,都在一個足夠小的昆蟲穿著的系統(tǒng)中签夭。

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

電子背包內部結構

與大疆等純機械結構相比慎宾,昆蟲無人機顯然在續(xù)航性能上具有很大的優(yōu)勢。機械電子無人機通常只能配備非常有限的電池浅悉,續(xù)航時間只有幾十分鐘趟据。而 DragonflEye 系統(tǒng)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术健,由于昆蟲能夠自行攝取食物補充飛行能量汹碱,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并不局限于蜻蜓荞估,也曾嘗試過更大的生物比被,如甲蟲蝗蟲,針對它們的電子系統(tǒng)也相應提升為重達 1.3 g泼舱。這些系統(tǒng)不包括導航系統(tǒng)與無線電指導系統(tǒng)等缀,指導昆蟲飛行的方法同樣有兩種:欺騙感官刺激以出發(fā)飛行行為,以及直接控制翅膀相關的神經元與肌肉娇昙。

雖然目前尺迂,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。至于這項技術能帶來的意義噪裕,Jesse J. Wheeler說道:「DragonflEye系統(tǒng)提供了新的小型化技術蹲盘,可以將各種昆蟲與環(huán)境傳感器配套使用,并可能引導重要的行為膳音,如授粉召衔。」他認為祭陷,電子蜻蜓將很快被用于引導授粉苍凛,偵察甚至精密醫(yī)學和診斷

除了農業(yè)與醫(yī)療兵志,還可以用于自動駕駛醇蝴。科學家建立了一個運動捕捉室想罕,可用于監(jiān)控蜻蜓精確的飛行運動悠栓,并從導航系統(tǒng)中收集數(shù)據。這種方法同樣適用于精準自主導航車載跟蹤算法的開發(fā)按价。

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

A1
Lance 2018-03-30 17:44

腦洞改變世界豪椿,規(guī)則保證世界不被摧毀奔坟。Draper 團隊區(qū)別于純機械式無人機,依靠生物學知識實現(xiàn)遠程控制活昆蟲砂碉,腦洞之大令人難以想象蛀蜜,由于續(xù)航能力、隱蔽性等優(yōu)勢可以應用到更多的領域增蹭,如農業(yè)植保滴某、快件運輸?shù)龋S之而來的問題是如何能夠保證無人機在規(guī)則下運行滋迈。國內近年來發(fā)生的多起無人機干擾航班正常飛行事件霎奢,透露著國人規(guī)則意識的短缺,國民教育仍需進一步提高饼灿。

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