蒼蠅原來是機器人

楚杰

蒼蠅機器人起飛

研制機器蒼蠅的科學家羅伯特伍德來自哈佛大學，他一直將薄翼式機器人作為自己研究的重點。2007年，在羅伯特伍德的帶領下，美國哈佛大學的科學家們首次研制出了一款體型小巧的機器蒼蠅，用來偵察有毒物質。

為了讓機器蒼蠅看起來更像是真正的蒼蠅，研究人員在研制過程中使用了激光加工技術。借助激光，科學家們成功制造出了極其纖薄的碳纖維薄片，通過這些薄片，他們又成功地將機器蒼蠅的各種功能組件連接在了一起。此外，為了讓機器蒼蠅身上的某些部分可以運動起來，專家們還使用了一些在電場作用下可以改變形狀的高分子化合物。

羅伯特伍德接通外部電源后，機器蒼蠅便開始“飛”了起來——它的碳纖維翅膀大約有15毫米的長度，每秒可以來回撲扇120次。研究人員通過配套遙控器的控制，已經可以使機器蒼蠅向各個不同的方向飛行了。

營救搜索顯神通

后來，羅伯特伍德帶領同事們又開始對機器蒼蠅進行了新的改進。一直以來，科學家們最希望它能在救援和偵察中發揮作用。例如，當地震發生房屋倒塌時，機器蒼蠅將能代替人類從事高風險工作，避免不必要的傷亡。

在設計中，羅伯特伍德和他的同事有個特別的做法，就是讓急救人員將數千個回形針大小的飛行機器人分散到整個災區，讓它們去偵測生命跡象。雖然有一些機器蒼蠅可能撞碎窗口的玻璃或陷入死角，但是有些還是可以從裂縫和下塌橫梁中逃出來的。每當找到幸存者時，它們便會在原地等待并使用其剩余的能源向營救人員傳遞搜救結果。所以哪怕只有1%的蒼蠅能夠幸存，探測任務也可以成功完成。

為什么是蒼蠅

蒼蠅是自然界最有天分的空氣動力學家。一只小小的家蠅可以在 1 秒內轉彎 6 次，它們能夠定點盤旋、俯沖、在空中直上直下、向后飛、翻筋斗、停在天花板上；食蚜蠅甚至能夠定點盤旋，往前飛到另一地點，再分毫不差地回到原來盤旋的地方，堪稱動物界的“精確制導”高手。蒼蠅這種令人吃驚的飛行能力，讓羅伯特伍德及他的研究團隊十分感興趣。

經過無數次的反復試驗，羅伯特伍德研究團隊研制的機器蒼蠅在功能上越來越接近真的蒼蠅。它們和真正的蒼蠅擁有相同的飛行結構，包括機身（外骨骼）、發動機（飛行肌）、傳動機（胸）、機翼（翅膀），雖然每部分的功能都比較簡單，但已經足夠保證其自身能自如飛行，且能夠像真蒼蠅一樣，每秒也有120次扇翅。

用特殊材料制成

羅伯特伍德和他的同事非常注重制作機器蒼蠅的選材，既要保證效果也要價格合適。所以他們現在使用的是制作精良、硬度適中的碳纖維增強復合材料，代替了之前激光微細加工技術的超薄材料。這樣一來，一只蒼蠅的造價還不到10美元。

經過材料的恰當選擇，現在最新版機器蒼蠅不但造價低而且它的重量只有60毫克，與雙翅類昆蟲的重量幾乎一樣，而其自身的推力將近是它們的兩倍，這跟真正的蒼蠅幾乎完全一致。

解決了材料問題，接下來便是機器蒼蠅如何獲取能源的問題了。羅伯特伍德和他的同事估計如今壓縮過的最好的鋰電池也要50毫克，占了機器蒼蠅體重的一半，而且這也只能維持它飛行5～10分鐘。為了增加飛行時間同時減輕電池重量，他們必須增加電池的能量密度，或者開發自給能量技術，比如在它背上安裝一個太陽能電池板，再或者將其翅膀的振動轉換成電流等等。

未來的“超級間諜”

群居昆蟲能完成的任務非常復雜，足以令人類驚嘆。例如，在沒有設計圖紙的情況下，白蟻們依然能夠建造出一種比自身大數百萬倍的建筑物。羅伯特伍德和他的同事們正在研究如何讓機器蒼蠅也能夠掌握這一本領，這樣就可以使成群的簡單機器人去完成復雜的任務。

在未來的機器蒼蠅身上，將會安裝許多傳感器和微型攝像機，因此它們能做的事情很多。比如可以用來發現森林火災；在未來登上新星球后，機器蒼蠅也可以代替航天員，在各種復雜條件下完成拍照、攝影、取樣等工作；而在未來戰爭中，機器蒼蠅甚至可以帶上微型炸藥，飛到敵方總部，將其指揮官炸死或炸毀指揮中心的所有儀器。總之，機器蒼蠅將完成“007”也完成不了的任務，成為名副其實的“超級間諜”。

在取得初步勝利后，羅伯特伍德和同事們透露目前他們還在加緊研發一種完全自主的機器人昆蟲，這大概需要5年。5年以后，這些設備可能已經不再是什么神秘裝備，就像現在的電子產品一樣開始融入我們的日常生活。也許，那時當一只蒼蠅從我們頭頂飛過時，我們還需要仔細辨別一下，看看這只蒼蠅是不是機器的。endprint