将活蜻蜓改造成世界上最小的无人机,这家公司的大脑洞你能接受吗?| 一天一个黑科技

编者按：科学与伦理间的平衡，似乎是一个永远都极具争议性的话题： 在过去这一年里，我们目睹了 Alpha Go 虐遍人类围棋选手，索菲亚被沙特阿拉伯授予历史上首个机器人公民身份，世界首个体细胞克隆猴「中中」在中国诞生……人们一边为这些突破了「传统」边界的科技成果欢呼雀跃，又一边因其无法预测的未来而忧心忡忡。

今天的文章，深圳湾为大家介绍一项有关将活蜻蜓改造成可控无人机的案例，希望在传达最新科技趋势的同时，也能引发人们对于科学与伦理更加深刻的思考。

- shenzhenware -

在科幻电影『阿凡达』中，潘多拉星球上的纳美族人身上有种特殊的感受器，能够与名叫魅影的翼龙进行生物连接，从而控制它带自己飞达想去的地方。

或许你曾认为用人的想法来控制动物只能是个幻想，但是现在，美国马萨诸塞州剑桥市的一家研发公司 Draper 真的将这个想法变成了现实。他们通过将一种太阳能控制背包来装备活蜻蜓，由背包产生的光脉冲控制蜻蜓大脑中的神经元，从而指挥蜻蜓按照指定的方向飞行。

这个项目名称为 DragonflEye，由 Draper 与 Janelia Farm 的霍华德休斯医学研究所（HHMI）的合作开发。

与大疆等一类纯机械电子结构的无人机不同 ，Draper 团队更多的是依靠生物学知识，来实现远程控制活昆虫，而不是人为的激活它的翅膀。简单说来就是通过控制蜻蜓的大脑，让它产生向某个方向飞行的想法，而不是简单的控制它挥动翅膀，做出违背昆虫意愿的飞行。

为了做到这一点 ，Draper 团队依靠所谓的光遗传学，需要做以下几步工作：

• 首先，将昆虫的解剖学上的某些部位注入一种加入了神经元基因的光敏蛋白（卵磷脂），这些神经元可以被电子背包中的接口发送的特定波长的脉冲光波激活；

• 然后，在蜻蜓身上绑定指甲大小名为 Optrode 的电子背包，里面包含电路板、传感器和太阳能电池，为人类与蜻蜓之间的信息中转站；

• 最后，编码后的人类指令经由电子背包转换成光信号，通过接口发送到昆虫大脑的特殊「转向」神经元。经过修饰后的神经元被光脉冲激活后，将接收到的信号传送到翅膀，从而激发昆虫飞向指定的方向。

Draper 的生物医学工程师 Jesse J. Wheeler 介绍说，「DragonflEye 是一种全新的微型飞行器，比任何人造无人机更小，更轻，更健壮。这个系统推动能量收集、运动检测、算法、小型化和光遗传学的边界，都在一个足够小的昆虫穿着的系统中。

值得一提的是，蜻蜓的神经元在这个过程中不会受到影响，也不会受到破坏，只是为这个微小的生物提供了更远，更灵活的飞行能力。

▵ 电子背包内部结构

而与大疆等纯机械结构相比，昆虫无人机显然在续航性能上具有很大的优势。机械电子无人机通常只能配备非常有限的电池，续航时间只有几十分钟。而 DragonflEye 系统不需要飞行电源，背部的太阳能电路板只需要提供导航所需的电能，由于昆虫能够自行摄取食物补充飞行能量，因而在其存活期内的飞行动力成本几乎为零。

目前这个项目在昆虫上的尝试并不局限于蜻蜓，也曾尝试过更大的生物，如甲虫与蝗虫，针对它们的电子系统也相应提升为重达 1.3g。这些系统不包括导航系统与无线电指导系统，指导昆虫飞行的方法同样有两种：欺骗感官刺激以出发飞行行为，以及直接控制翅膀相关的神经元与肌肉。

虽然目前，科学家们只能让蜻蜓做直线运动，但这项技术的潜力十分惊人。至于这项技术能带来的意义，Jesse J. Wheeler 说道：「DragonflEye系统提供了新的小型化技术，可以将各种昆虫与环境传感器配套使用，并可能引导重要的行为，如授粉。」他认为，电子蜻蜓将很快被用于引导授粉，侦察甚至精密医学和诊断。

除了农业与医疗，还可以用于自动驾驶。科学家建立了一个运动捕捉室，可用于监控蜻蜓精确的飞行运动，并从导航系统中收集数据。这种方法同样适用于精准自主导航车载跟踪算法的开发。

当然，也有人质疑这种技术会像转基因食品一样引发人们的恐慌。因为若控制昆虫成为隐秘性极强的间谍，用于窥探机密或隐私，其能引发的破坏力显然不小。但换个角度想，智能昆虫也可以帮助我们以全新的方式了解世界，只是需要给点时间，让我们去理解与接受它。■

主笔：谈哲 / 深圳湾

编辑：小琳 / 深圳湾

 < 推荐阅读 > 

湾里的亲故们，为大家推荐过去一年中值得关注的部分文章，点击文字即可查阅：

语音智能 | 语音技能深度报道 | 语音 OS 平台 | 语音助手 | 国内百箱争鸣 | 国外音箱全家桶 | 带屏幕音箱大盘点 | Echo | Google Home | HomePod | 微软 Invoke 音箱 | Facebook 音箱 | 索尼 Xperia Hello | 百度渡鸦 raven H | 天猫精灵 | 腾讯云小微 | 腾讯叮当 | 小米 AI 音箱小雅音箱 | 叮咚 | Rokid

智能耳机 | 三年全盘点 | CES 大爆发 | AirPods | Line Mar | 索尼智能耳机 | Mobius | iBFree 2 | VINCI

AR / VR | Google ARCore | 苹果 ARKit丨亚马逊 |  腾讯 QAR  | Facebook | ZapWorks | HoloLamp |微软 | HTC Vive | YouTube | 小蚁科技 | 量子视觉 | 看到科技

自动驾驶 | 英伟达 | Google | Uber | 苹果 | 特斯拉 | 亚马逊 | 福特 | 腾讯 | 滴滴 | FiveAI

趣科技 | 2017 大盘点 | 波士顿动力 | 国产仿生机器狗 | 索尼 Toio | 机器人首饰 | 3D 打印隧道的机器人 | 活蜻蜓无人机 | Cozmo | 吸管机器人 | 音乐家机器人 | 跳跳机器人 | 隔空移物的黑科技 | 医疗微型机器人 | 蜜蜂机器人 RoboBee | 索尼 Xperia Hello

 < 招兵买马 > 

深圳湾招人啦！！！深圳湾正在招聘「真知灼见的科技记者」、「四通八达的运营编辑」、「才华横溢的市场策划」、「技能爆表的活动运营」、「热情四射的社区达人」，如果你对科技领域有满满的热情、想把玩最新最酷的科技产品、喜欢分享一切有趣科技成果，那就快到「湾」里来吧！

简历传输门? s@shenzhenware.com

深圳湾（公众号 ID：shenzhenware）连接全球硬件创新者，连接硬件生态链上下游，连接跨界产品的设计、技术、生产、渠道、商业、创新。深圳湾持续关注「AI+硬件」带来的场景和交互创新，以及与平台和应用相连的全产业链升级，欢迎相关团队与我们联系，微信私人客服：小炫（ID：warexx）。