翻滾吧，蟲蟲特工！
昆蟲對你來說或許是噁心又招人煩的討厭鬼，對某些人來說是心心念念愛之不夠的寵物寶貝，而對科學家來說，這些生命力頑強的小東西或許很快會成為超級蟲蟲特工。
怎樣讓蟲蟲變特工
從似蛇般在平面遊走的蛇形機器人，到相對較大的六腿蟑螂機器人，許多機器人的產生源於人們從自然生物身上所獲得的靈感。但是當涉及可飛行微型仿生機器人時，製作就十分困難了。
美國哈佛大學的一個獨立研究小組進行了多年研究，成功將複雜的飛行機制（微型天線、神經控制系統以及電源）微縮成一個一美分大小的蟲蟲機器人——機器蜜蜂。其製作工藝異常複雜，每個部件的製作文字說明大概得20張紙才說得清。雖然這個機器蜜蜂確實能夠在他們的實驗室里飛起來，但是其飛行軌跡很不穩定，機器蜜蜂翅膀扇動時的一個小小失誤就會讓它失去平衡。
所以說，小小昆蟲的飛行機制其實一點都不簡單，所以與其從頭開始，一點點拼湊出效果並不令人滿意的仿生機器人，不如和這些有機生命體做些結合，利用它們本身的飛行智慧來解決這樣的問題。例如，在美國北卡羅來納州立大學的電氣工程師、計算機工程師阿爾珀·博茲庫爾特的眼中，昆蟲是大自然的傑作，是奇蹟般存在的天然機器人，它們能夠靈活地飛行或者爬行，比工廠製作的機器部件強上百倍。他想要用飛蛾和蟑螂構建一支蟲蟲特工大軍，在關鍵的時候，這支蟲蟲軍團或許能夠拯救人的性命。
10年前，博茲庫爾特還是個學生，他跟隨老師學習微機電系統（智能手機里的陀螺儀、壓力感測器等都是利用這種微機電系統的感測器，可以幫助手機識別上下方向，移動速度等信息）。博茲庫爾特注意到，飛蛾這種昆蟲本身就是集合了各種微機電感測器的空氣動力學「專家」。
他想要給蟲蟲們背上裝備，通過電路和感測器向它們發送命令，控制它們的動作。飛蛾特工可以背著WiFi接收器，成為空中信號站，而體型更大的地面蟑螂載重能力更強，可以背著微型話筒、氣體感測器以及其他重要的感測設備。博茲庫爾特希望人類未來可以充分利用這些蟲蟲特工，把它們變成救生超人、救援專家；也可以把它們變成諜戰先鋒，秘密竊聽目標人物的對話；這些體型小的飛行軍和爬行軍還可以進到人類難以深入的地下、山洞，勘探繪製地圖，完成人類無法單獨進行的地質勘測。
怎樣「黑」掉一隻飛蛾
如何把一隻飛蛾改造成機器特工呢？當蛾在繭蛹中時，它的身體會發生變態變化，這一過程中飛蛾的身體組織對於外部材料能夠很好地適應。博茲庫爾特的研究小組人員在蛹上開出一個微小的口子，將三根連接線植入正在經歷變態過程的飛蛾，三根連接線連接在未來飛蛾大腦和頸部的位置。一周後，當蛾孵化成型，三根連接線已經與它們的新身體完美地結合在一起。
從某種意義上來說，自然界所有生物的活動都是建立在電信號的傳輸之上的。你移動你的手臂，可能都用不到1秒鐘時間，但是想要完成這個簡單的動作，你的大腦必須向你的身體發送電信號指令，這些指令通過神經元傳輸到你的脊椎和肌肉，然後相應的部位就能夠即時完成相應的動作。對於飛蛾來說也是一樣，大腦發送給肌肉的這些電信號控制著飛蛾振翅的動作，決定著下一步是向左飛還是向右飛。
理論上來說，只要博茲庫爾特可以通過連接線向飛蛾的身體發出正確的電信號，就能夠控制它的活動。他們為飛蛾裝上了相應的控制設備，又附加一個極小的氦氣球來平衡設備重量，通過反覆實驗，他們真的能夠通過下達指令，操縱飛蛾的活動，甚至可以讓飛蛾在空中繞圈圈。而對於飛蛾來說，這樣被控制似乎也不算什麼痛苦的事，因為在此過程中它沒有任何掙扎或者反抗的行為，飛行過程十分順暢，它的身體能根據指令完成飛行，而它的大腦大概還沒發育到能夠明白髮生了什麼的地步。總之，飛蛾就像一台計算機一樣，被人類給「黑」了，完全聽命於人類。通過這樣的方式，博茲庫爾特創造出一個獨特的蟲蟲機器人，比任何人造模擬機器人的性能都要好得多。
當然，如果飛蛾機器人一直綁著個小氣球飛，恐怕有點引人注目，不好實施秘密行動。博茲庫爾特計劃在幾年之內，通過改進將整套昆蟲裝備的電荷載再降低一些，屆時飛蛾不需要再背著個小氣球，就可以更順暢地完成飛行。
把蟑螂變成陸戰部隊
2010年，博茲庫爾特在美國北卡羅來納州設立了自己的實驗室，在美國國家科學基金會的資助下，他希望能夠把在飛蛾身上實現的研究成果應用到蟑螂身上。這樣一來，蟑螂可以背著一個裝載了各種感測器的負重戰鬥背包，實施營救任務。
同樣地，他們通過為蟑螂配備多種感測器，使得蟑螂能夠在人為操控下順暢地沿指定路線移動。與飛蛾不同，蟑螂屬於不完全變態發育昆蟲，成長過程中不會像飛蛾一樣結繭變身，所以不能像對待飛蛾一樣在其身體里植入連接線，取而代之，科學家們將感測器及信號發送系統與蟑螂的觸角相連，而觸角本身就是蟑螂感知外部環境，接受指令的天然天線。
科學家對手術技術做了升級完善，利用蟑螂的本能反應，通過控制其觸角接收的信息來引導蟑螂左右移動，把它變得像個遙控汽車一樣。通過反覆實驗，研究人員不僅能夠控制蟑螂讓其沿著S線爬行，還能夠通過無形的電子圍欄將蟑螂機器人困在某個區域範圍。通過向蟑螂傳遞虛假信息，讓蟑螂以為周圍有難以越過的電子圍牆，而實際上周圍什麼都沒有，這項技術以後可用於召集蟑螂機器人大軍，具有重要作用。
下一步，博茲庫爾特希望製造出全自動的蟑螂機器人。他通過配置運動跟蹤軟體，讓蟑螂按照指定的路線行進。蟑螂的小背包上配置有攝像頭追蹤設備，一旦蟑螂偏離目標，軟體會立即發送相應的電子信號，指示蟑螂朝正確的方向爬行。
通過對感測系統和操縱軟體的不斷調整升級，未來這些背著相機裝備的小蟲子們，有可能會成為重大災難救援隊伍中的重要幫手。它們可以沿著一定的路線精確行進，能夠穿越廢墟和瓦礫，在狹窄的空間內搜尋倖存人員，通過攝像機還能夠將現場信息實時反饋給救援人員。
未來，當博茲庫爾特的飛蛾軍團和蟑螂軍團都成型之後，將會實現陸空部隊大會師。屆時，飛蛾軍團在空中俯瞰蟑螂軍團，可以通過設備接收到蟑螂機器人採集的數據，連同空中的影像一起傳給人類監測儀器。空中的飛蛾和地面的蟑螂彼此照應，可更好地、更高效地完成營救任務或者監控命令。
如果一切成真，一種新型的生物會出現在我們身邊，它們擁有自然賜予的靈活身體，同時集合了人類的智慧結晶。隨著不斷注入新的科技力量，恐怕連七十二變、無所不能的孫悟空也無法阻擋這些蟲蟲特工的超級力量。
本文源自大科技*科學之謎 016年第7期雜誌文章、歡迎廣大讀者關注我們大科技的微信號：hdkj1997
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