奇特的“電子生物”

某一天，你發(fā)現(xiàn)窗戶玻璃上靜靜地停著一只飛蛾， 看上去就像被你家的燈光吸引來的“不速之客”。如果這樣想，那你可就大錯特錯了，因為實際上它是一個“昆蟲間諜”，正在那里注視著你的一舉一動。

幾年前，一個科研小組宣布，他們研制出了一種“電子鼠”，能夠通過遙控裝置完全控制其行動。目前，有關(guān)研究人員正對這些“電子鼠”進行訓(xùn)練，希望利用它們靈敏的嗅覺在非常狹小的空間執(zhí)行搜尋任務(wù)，比如發(fā)現(xiàn)隱藏的炸彈，或在地震廢墟中尋找被掩埋者。

為了訓(xùn)練這些“電子鼠”，控制人員通過遙控裝置使它們安靜地呆在傳輸裝置上被送往工作場所；待到達目的地后，控制人員就關(guān)閉遙控系統(tǒng)，讓它們進入自動尋找狀態(tài)。經(jīng)過訓(xùn)練，這些“電子鼠”已經(jīng)能夠做到只需幾分鐘的時間就確定隱藏的炸彈的位置。為了使控制人員能夠觀察到“電子鼠”所見情景，研究人員還在最新一代“電子鼠”身上安裝了可視裝置。為了確定“電子鼠”在野外是否已經(jīng)發(fā)現(xiàn)目標并鎖定氣息來源，研究人員需要對“電子鼠”發(fā)現(xiàn)氣息源頭時產(chǎn)生的神經(jīng)信號加以確認，并與在實驗狀態(tài)下產(chǎn)生的神經(jīng)信號進行比較，以便得出結(jié)論。為此，研究人員又在“電子鼠”的大腦內(nèi)植入了一種特殊裝置，專門用于收集神經(jīng)信號，并將信號傳輸?shù)狡浔成系陌l(fā)射裝置，再發(fā)回到控制中心。

利用電子生物技術(shù)，鳥類也可用于搜救工作。研究人員將電極植入鴿子的大腦中，使之成為“機器人鴿子”，然后通過計算機發(fā)送無線信號控制它們，讓它們按照指令進行上下左右各個方向的飛行。目前，由于裝備在鴿子身上的電極、石膏以及刺激發(fā)生器的體積還比較大、重量也比較重，所以對鴿子的正?；顒舆€有一定的影響。研究人員正考慮把這些裝備集成到一個微型芯片里，然后植入鴿子的大腦，使其在外觀上與正常鴿子無異。

此外，還有研究人員正嘗試將控制裝置植入小型鯊魚的嗅覺中樞，使之能夠追蹤目的氣息的來源和走向。

科學(xué)家之所以選擇像老鼠、鴿子以及鯊魚這樣的動物，是因為它們本身的體積比較大，能夠攜帶小型攝像機、小型計算機以及電源等。但是，這樣做也使它們變得特別顯眼，在執(zhí)行秘密偵察任務(wù)時很難達到隱形的目的。因此，有研究人員又把目光投向了昆蟲。昆蟲除了體型小、不易被發(fā)現(xiàn)外，它們飛行的靈活性和敏捷性也是其他動物無法比擬的。

多數(shù)有翅昆蟲，比如蜜蜂、甲殼蟲等，在從幼蟲發(fā)育到成蟲的過程中會經(jīng)歷一個變形期，也就是從蛹變成成蟲的時期，研究人員就是在這一時期將芯片植入昆蟲體內(nèi)的。當幼蟲發(fā)育成成蟲時，植入的芯片就和神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉組織發(fā)生聯(lián)系。也就是說，芯片與肌體結(jié)合，成為昆蟲機體的一部分，使之成為“電子昆蟲”。為此，要求植入的芯片既小又輕，這樣植入后才不會影響昆蟲本身的發(fā)育。同時，還要求芯片與神經(jīng)系統(tǒng)完美地結(jié)合在一起，這樣研究人員才有可能隨意控制昆蟲的飛行。研究人員已經(jīng)研制出了直徑只有幾百微米的超薄神經(jīng)芯片，這種芯片富有彈性，能夠在昆蟲變形時與神經(jīng)系統(tǒng)進行充分結(jié)合。

在一次科技大會上，研究人員通過視頻向人們展示如何通過控制線控制一只煙草天蛾。研究人員通過置放在蛾翅膀下面的控制線傳遞信號來刺激蛾的與飛行相關(guān)的肌肉，信號的強弱可以控制翅膀扇動的頻率，直至能夠起飛。研究人員還通過控制蛾的一側(cè)翅膀的扇動使其在飛行中達到轉(zhuǎn)向的目的。這些裝置是在蛹蛻變成蛾的7天前植入的。如果植入得太早，蛹體內(nèi)的液體過多，會導(dǎo)致裝置失靈；如果植入得太晚，蛹發(fā)育得過于成熟，裝置就會破壞肌肉的發(fā)育。

甲蟲也被用于試驗。研究人員將電極植入甲蟲的大腦內(nèi)控制飛行的細胞區(qū)附近。當向電極輸送負電壓時，甲蟲受到刺激后翅膀開始扇動并起飛；當向電極輸送正電壓時，甲蟲就停止扇動翅膀；通過快速轉(zhuǎn)換電極性，就能夠控制甲蟲的飛行速度和起降。研究人員還用以下兩種方式來控制甲蟲的飛行方向：一是在甲蟲的眼睛前裝液晶屏，打開某一側(cè)的液晶屏，甲蟲就會向相反的方向飛行；二是連續(xù)刺激甲蟲某一側(cè)的翅膀肌肉，使之飛向相反方向。

“電子昆蟲”的另一個重要用途是當“間諜”?！袄ハx間諜”在控制中心100米范圍內(nèi)飛行，然后準確地停在距離目標數(shù)米遠的地方進行偵察，任務(wù)完成后被召回。但是，如何指導(dǎo)“昆蟲間諜”到達目標位置還是一個尚未解決的問題?？赡艿慕鉀Q辦法有三個：一是通過無線電進行指導(dǎo)，但這容易被對方監(jiān)測到，導(dǎo)致間諜暴露，任務(wù)失敗；二是通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行定位；三是通過對“昆蟲間諜”進行一系列預(yù)設(shè)的程序指導(dǎo)，比如昆蟲朝某一個方向飛行50米，然后在所在位置上盤旋。

盡管已經(jīng)取得了令人振奮的成果，但要想將昆蟲設(shè)計成真正意義上的“昆蟲間諜”，還有很長的路要走。不管是在昆蟲背上裝紐扣電池還是通過有線控制，都會在昆蟲背上形成一個明顯的像拇指樣的突起，更不用說為了進行偵察還需要裝上微型麥克風(fēng)、環(huán)境感受器以及傳輸裝置等，這些都會讓“昆蟲間諜”一眼就被人識破。因此，當務(wù)之急是縮小所有裝置的體積，同時找到能夠充分利用昆蟲自身能量的方法。

在不久的將來，當這些問題都得到解決后，那些停在墻上的蒼蠅很可能就是一個“間諜”。因此，到時候你一定要小心，也許隨身攜帶一瓶驅(qū)蚊水或者在手邊常備一個蒼蠅拍才是上上之策！

相關(guān)鏈接：我國科學(xué)家研制“機器人鴿子”

2007年2月，世界首例“機器人鴿子”在我國山東省問世?！皺C器人鴿子”的制造者是山東科技大學(xué)機器人研究中心的蘇學(xué)成教授。

蘇學(xué)成教授是資深的機器人研究專家，曾成功研發(fā)過 “蛇形機器人”。研發(fā)“蛇形機器人”的目的是為了在發(fā)生事故或災(zāi)難時，便于跨越障礙，抵達人跡罕至的地方，展開搜救工作。雖然“蛇形機器人”研究取得了成功，但其體積比較大，遇到狹小的空間難以穿越，而且攜帶能源的能力有限。蘇學(xué)成教授試圖找到一個比“蛇形機器人”更好的方案。

蘇學(xué)成教授最先想到的動物是老鼠。老鼠是實驗動物，便于研究。2005年，他成功研發(fā)了國內(nèi)第一只“機器人老鼠”，但卻發(fā)現(xiàn)“機器人老鼠”有其致命的弱點——膽小、一遇到外來的干擾就不敢動彈，其行動速度和范圍也非常受限制，于是他又開始研發(fā)“機器人鴿子”。他用手術(shù)方法在鴿子腦部特定的神經(jīng)位置上植入微型電極，通過計算機發(fā)出指令對鴿子腦部特定的神經(jīng)位點發(fā)生電信號刺激，促使鴿子做出相應(yīng)動作。