電子飛蛾

電子飛蛾是一種軍用生物體機器人，指植入了微型電子晶片、可遙控、並執行一定任務的飛蛾。美國軍方正在研製一半是生物體，一半是電子體的“電子飛蛾”，當它還是一隻蛹時，體內就被植入了一枚微型電子晶片，孵化後的飛蛾整個神經系統都可以受到遙控。

基本介紹

• 中文名：電子飛蛾
• 類型：種軍用生物體機器人
• 植入：微型電子晶片
• 執行：一定任務

基本概述

如果一隻飛蛾停在你家窗台，它可能正監聽你談話。這一科幻小說中的場景也許很快會變成現實。美國國防部高級研究計畫局正在組織研發半機器生物體，通過給飛蛾，甲蟲，老鼠，鴿子和鯊魚等動物安裝電極，電池或攝像機，訓練一支動物“偵察兵特種部隊”。

科學家在處於變態發育階段的昆蟲體內植入微機系統。昆蟲器官發育後包住微機晶片和電線，成為遠程控制的“昆蟲偵察兵”。高級研究計畫局的目標是造出至少能飛離控制器100米，在追蹤目標5米範圍內停留的半機器昆蟲。美國亞利桑那州圖森召開的會議展示了一系列錄像。其中一個拍攝的是一隻背部安有電線的菸草天蛾，它控制飛行的肌肉可接收信號，並對信號變化做出先扇動一隻翅膀，再扇動另一隻，然後兩隻翅膀一起扇的反應。《新科學家》說：“它（飛蛾）看起來像被燈光吸引無意間飛入你家，但它實際扮演‘間諜’角色,這就是新一代通過植入電線實現遠程控制的半機器昆蟲。”

成本計算

參與這項研究的羅德·布魯克斯稱，機器人科技是美國軍方將來研究的重點，而遙控“電子飛蛾”是美軍很快就會用於戰場上的實用科技之一。“電子飛蛾”被研究者稱作是“微電子機械系統”，布魯克斯說：“它很快就可以被派上戰場，這不像發展核彈的科學需要耗資數十億美元，它的研究成本相當便宜。” 布魯克斯稱，“電子飛蛾”可以神不知鬼不覺地被派到敵方營地上進行偵察任務。布魯克斯說：“飛蛾是一種食物需求極少的生物，它可以飛到任何地方去。我們過去幾年已經在一些簡單的動物、譬如老鼠和蟑螂身上進行過遙控實驗，我們可以用操控桿遙控它們運動，不過這一次我們將實驗品換成了飛蛾，這是我們第一次嘗試將計算機晶片植入蛹中，和蛹一起長成飛蛾。一旦蛹孵化成飛蛾，我們就可以對它進行遙控操作。”

晶片研製

也許要不了多久，一隻飛蛾就會飛向巴基斯坦北部的山區，飛進一個可疑的恐怖分子訓練營。然而，這卻不是一隻普通的飛蛾，而是美國軍方正在研製的“電子飛蛾”，當它還是一隻蛹時，體內就被植入了一枚微型電子晶片，孵化後的飛蛾整個神經系統都可以受到遙控。美國軍方希望這種“電子飛蛾”能夠在不久的將來派上戰場，神不知鬼不覺地蒐集敵方的情報。 這種和計算機晶片一起長大的飛蛾，一半是生物體，一半是電子體或機械體。它是美國國防部“國防先進研究計畫局”最雄心勃勃的機器人計畫之一。由於它外表和普通飛蛾沒有任何區別，所以在敵營中蒐集情報時不會引起任何懷疑。它可以將拍攝到的錄像情報和其他信息通過機器互動界面傳回美軍控制者的電腦中。據參與這項研究的美國麻省理工學院計算機科學和人工智慧實驗室主任羅德·布魯克斯說：“它很快就可以被派上戰場。它的研究成本相當便宜。”

工業實踐

材料加工

飛蛾在夜間飛行時，眼睛需要捕捉所有可見光。為了做到這一點，一些生物種類的眼睛表面進化有納米視覺結構（nanoscopicstructures），能夠使其在夜間捕捉到幾乎所有的光，以防止被捕獵。製造工程中心(MEC)MicroBridge項目組的科學家們採用了飛蛾眼睛的模型用於研究在低光環境中使用的工業透鏡。這種透鏡表面的結構高度小於100納米。透鏡的結構大小需要小於光的波長，以避免對進入透鏡區域的光造成干擾。採用該中心的聚焦離子束，製造了結構微小的透鏡模具。聚焦離子束採用高放電原子粒子在顯微鏡下進行材料加工。MEC中心的羅伯特霍伊爾表示，這是一項極為複雜的挑戰。不只是鏡頭本身的曲率要求很精確，表面的納米視覺結構（nanoscopicstructures）也要求小於光的波長，這樣才能夠消除光射到透鏡表面時所產生的高折射率。這種對摺射率的消除降低了透鏡的折射，使其能夠捕捉更多的光。最終結果已經在工業實踐中中得到了套用確認。MEC中心MicroBridge項目組的科學家們關注於這種透鏡在半導體行業中光電及光電池設備中的套用，包括太陽電池，在這類電池中光損失為主要問題。此外，這種透鏡在光纖、感測器以及醫學診斷設備中也有極大的套用潛力。

優勢明顯

據報導，半機器生物體與機器人相比優勢明顯。鯊魚、飛蛾和老鼠對氣味的敏感性能用於辨彆氣味微弱的化學製劑來源。電子元件藏在生物體內，使這些動物“偵察兵”表面看來和普通生物沒有區別，不容易被注意。美國軍方撥款支持從遠程控制老鼠到電動甲蟲的研發工程。“老鼠偵察兵”的大腦裝有控制電極，經訓練後可辨別人體和爆炸物的特殊氣味。搜尋過程中，老鼠攜帶的攝像機還能把拍攝圖像傳輸到總控制器。不過美國已停止資助這一研究。原因之一，是老鼠攜帶攝像機和其他設備後體積太大，不適合隱藏。高級研究計畫局轉而研發半機器昆蟲。

從理論上講，可以控制鯊魚展開監視活動，遠距離指揮它們在深海秘密跟蹤刺探敵方船隻的運動。美國海軍還希望，充分利用鯊魚天生的對水中電流信號的探測能力，跟蹤海面貨船上遺漏的化學品蹤跡。

軍方研製

參與計畫的麻省理工學院計算機科學與人工智慧實驗室主任布魯克斯說，機器人是美國軍方研究的重點，軍方稱為“微機電系統”的遙控飛蛾是很快就會上戰場的科技之一。布魯克斯說：“它很快就可以派上用場，這不像研發核彈的科學，需要幾十億美元。這種科技成本不高。”他說：“飛蛾是食物需要極小的生物，可以飛到任何地方。過去幾年曾以一些簡單的動物做實驗，比如老鼠和蟑螂，並用遙控器操作，不過這是頭一次把晶片植入蛹內，和蛹一起長成飛蛾。”

研製這種電子飛蛾並不需要太多想像力。難就難在技術手段。美國新式“昆蟲體機器人”基本構想是：在昆蟲還處於“幼蛹”階段時把微型控制器裝置植入昆蟲體內，從而使“微控制器”隨著昆蟲器官的生長而逐步融為一體。當昆蟲長大成熟後，就可以通過操縱微控制器來影響昆蟲行為，進而使它們全心全意為軍事服務。

研製“昆蟲體機器人”的關鍵技術問題是如何為“微控制器”提供動力。由於昆蟲本身運動時會產生熱量和機械動力，美軍方科學家計畫利用這部分能量為微載荷提供動力，從而不需要在昆蟲體內安裝電池或其它動力系統。

2012年，美國麻省理工學院研究人員成功把一根“神經探針”植入一個拳頭大小的飛蛾體內，可以用電子信號控制飛蛾。

科學家可以讓飛蛾改變方向，就好像遙控飛機一樣。這是美國政府投資185萬美元、用電子信號“控制”昆蟲計畫的第一個成果。這項技術有一天可被用於讓昆蟲扮演間諜角色的研究上。美國軍方為該計畫投入了部分經費。

“神經探針”同一個無線電接收器和電池連在一起，科學家可向它傳送“遙控”信號。全部裝備只有半克重，可植入飛蛾腹部。

研究人員正跟神經生物學家密切合作，看看類似的探針是否可用在人身上。研究者說：“我們發現飛蛾有些神經和人的類似。”

研究顯示，他們向飛蛾右束神經傳送電子信號，就可以隨意使它們左轉或右轉。