从微型仿真机器人发展到昆虫背负微型传感器背包作啥用

时评/三杉 图/来自网络

早在1996年，美国国防部高级研究项目局就同航空环境公司签署了一份研制合同，进行制造微型无人机的可行性研究。该公司随后制造出了“黑寡妇”固定翼微型无人机。

这种无人机采用飞翼式布局，整体形状为长方形，翼展15.2厘米，重量不到85克。该机前部装有螺旋桨，靠电池带动电动机驱动。该机采用无线遥控方式，可连续飞行30分钟，飞行半径1.8公里，机上装有一部摄像机和传输设备。

2007年，在一次反战示威活动上空盘旋着一群怪诞的飞行物，这招致人们对美国政府涉嫌秘密研发昆虫无人机的指责。官方的否认以及昆虫学家有关它们实际是蜻蜓的说法，都未能平息人们的猜测。

2008年，美国空军声称，昆虫大小间谍飞机，它们“微小如大黄蜂”，难以被发现，并可飞入建筑物中“进行拍照，录音，甚至袭击抵抗分子和恐怖分子”。

研究表明，基于昆虫结构力学可以设计出微型飞行器，能够在战场上空盘旋执行侦察任务。科学家们从那些经过千万年进化具备了完美飞行条件的动物身上获得了启发。

2013年8月13日至15日，一场颇具规模的无人系统展在美国首都华盛顿亮相。其中，无人机与仿生机械备受关注。

媒体称，未来的某一天，当你站在窗前欣赏窗外的风景时，一只蚊子可能会在你周围拍动着翅膀发出嗡嗡的响声，你要当心了，因为它有可能是只“间谍蚊子”。目前，美国军方正在利用仿生学原理研制此类微型飞行器，用来刺探敌情、侦察地形以及拍摄照片。

长期以来，美国国防部高级研究项目局一直在对纳米-仿生微型无人机的设计方案进行研究。研究人员现在研发出的仿生无人机，有虫子的眼睛，蝙蝠的耳朵，鸟的翅膀，甚至还有蜜蜂的绒毛等，以感知生物、化学和核武器。

如今，仿生纳米无人机技术正在突飞猛进，也许数年之后，爬到你身边的蟑螂或飞进室内的苍蝇竟然是来窃听和窃照的间谍；也许当你听到落在窗前电线上的鸟儿在歌唱时，它可能就是一个正在把镜头对准你的机器人！

近日，据外媒称，在为蜜蜂设计了微型传感器背包之后，来自华盛顿大学的研究人员又把目光投向了甲虫。据外媒7月16日报道，研究人员打造了一个先进的微型摄像机背包，安装在了甲虫的背上。

这个微型背包也被称为是甲壳虫版GoPro，内置了可操控的微型摄像机，可以以1-5帧的速度拍摄视频，并可旋转60度，据研究小组表示，这个设备除了能给人创造一个有趣的视角之外，还能给未来的生物研究提供参考价值。

研究人员在甲虫种属中发现到两种甲虫，每种单次都能负重0.5克左右，于是他们制造了一个重量约0.25克的微型背包。

为了能让系统正常工作，研究小组从昆虫仿生学中借鉴了经验，研究人员称：“果蝇会使用10%-20%的能量驱动大脑，而这些能量大部分用于视觉处理，为了降低能量消耗，果蝇复眼上有一小部分高分辨率区，它们会转动头部以这部分区域去看向目标，而不是让整个复眼都处于高分辨率状态。”

与此原理类似，微型背包的相机使用了超低功耗的黑白摄像头，通过机械臂可以旋转60度，当施加电压时，机械臂弯曲，停留一分钟后恢复原来位置，这样在不消耗大量能量的情况下相机还能提供广角视角，充电一次可以运行6个小时。

研究小组表示，这些昆虫并没有受到研究的伤害，研究结束之后至少还能活一年。“装上这种背包后，我们能看到甲虫对环境中的不同刺激是如何进行反应的，而且昆虫可以在岩石等狭小环境穿行，这对人类制造的机器人来说是个巨大的挑战，所以这个系统可以帮助人类看到许多未知空间的样子。” 索耶·富勒说。

由此可见，有的国家从微型仿真机器人发展到了利用昆虫仿生学，打造了一个先进的微型摄像机背包，安装在了甲虫的背上。就可以执行“侦查”任务，真是煞费苦心。