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科学家研究“蟑螂卧底”消灭蟑螂

2011-8-24 21:45:25第一财经日报 佚名 【字体:

扮演“间谍”角色的半机器式飞蛾、能控制蜂群的机器蜜蜂、能将蟑螂引领至光亮处的机器蟑螂……科学家正在研究开发的机器昆虫有着多种“大功能”

最近,致力于人工器官再造研究的美国加州大学伯克利分校副教授迈克尔·马哈比斯(Michel Maharbiz)将自己的心思完全扑在一只“蜜蜂”上。这只“蜜蜂”拥有一个植入性接收器、一个微型控制器和一粒微型电池。迈克尔·马哈比斯不亦乐乎地拿着遥控器,隔着相当远的距离,让这只机器蜜蜂忽上忽下,忽左忽右。“你看我的‘蜜蜂’,除了个子大一点,从外表上几乎看不出它有什么不正常。”迈克尔·马哈比斯说:“我现在做的还是老本行,只不过我把人工再造技术应用到机器昆虫上罢了。”他在研究的一开始,将“蜜蜂”定位在微型探测器上,不过,科技界的一些消息让他很快改变了观念,“我的‘蜜蜂’功能大着呢。”

美国军方曾经拨款资助“老鼠侦察兵”的项目,不过,他们很快发现老鼠携带摄像机和其他设备后体积太大,不适合隐藏,于是转而研发起由机器昆虫组成的“侦查特种部队”。《新科学家》杂志报道称,美国国防部高级研究计划局(The Defense Advanced Research Projects Agency)已经在着力开发半机器式烟草天蛾、甲虫。“一只飞蛾看上去像是被灯光吸引,无意间飞入你家,但它实际上很可能正扮演着‘间谍’的角色。”这样的预测不免有点危言耸听,不过,正如迈克尔·马哈比斯所说,机器昆虫的用途并不局限于此。他所说的大功能,其实是帮助人类控制蜜蜂群。

此前,丹麦欧登塞(Odense)大学的生物声学家阿克塞尔·瑞切尔森(Axel Rachelson)与德国维尔茨堡大学(Universit Würzburg)的昆虫学家马丁·林道尔(Martin Lindauer)合作领导的一个研究小组,曾经制造出一只与迈克尔·马哈比斯的“蜜蜂”相仿的机器蜂。这种机器蜂比中等个头的蜜蜂稍大一点,它被固定在一根连杆上,与计算机控制程序相连。科学家采用不锈钢材料锻造了机器蜂的翅膀,并在其背部安装了一块剃须刀片,刀片每秒钟振动280次,接近于蜜蜂“跳舞”时翅膀振动的频率。当电脑发出指令时,这只机器蜂不但能翅膀振动,而且能跳出八字形图案。试验结果令科学家们相当满意,比如当研究人员编写“在西南方向1000米的地方发现了食物”的指令,机器蜂便“翩翩起舞”,引导真正的蜂群准确地飞到了预设地点。“控制蜂群的关键,在于机器蜂所发出的声音蜜蜂是能够听懂的,机器蜂所跳的舞蹈是蜜蜂能‘看’懂的。不过,机器蜜蜂和真正的蜜蜂目前还相差甚远,人类要造出能以假乱真,混入蜂群的蜜蜂,还需要进一步的研究。”不过,迈克尔·马哈比斯对自己的“宝贝”摆脱了连杆的控制,能“自由”飞翔的这个进步感到欣慰。

和迈克尔·马哈比斯打着相同主意的,还有瑞士的一批科学家,他们的目标是控制和消灭蟑螂这样的害虫。蟑螂的腿脚非常灵活,行动敏捷,总是躲在暗处,不易扑杀,它们还拥有惊人的繁殖力。不过,通过各种实验,科学家们发现,蟑螂白天喜欢集体隐匿在黑暗角落之中藏身,并不是它们天生的习性。蟑螂社会相对比较“平等”,没有其他一些昆虫社会的阶级之分。科学家们在研究中惊奇地发现,蟑螂在黑暗中也能进行集体行动,这是因为它们身上有非常灵敏的信息素源、红外线、超声波等多种传感器官。瑞士联邦苏黎世理工学院智能机器人技术研究所罗兰·斯格沃特(Roland Siegwart)所率领的科研小组就利用了蟑螂的这种特性,制造出了机器蟑螂。

科学家研究“蟑螂卧底”消灭蟑螂

这种机器蟑螂大小如同豇豆粒,以毛毡纸包裹,外表敷了一个涂层,这种由不同化合物混合制成的涂层与真蟑螂体表的化学组成成分十分相似。由于外表和真蟑螂仍有明显差距,一开始,蟑螂们始终和机器蟑螂保持着距离。罗兰·斯格沃特在小组发言时说:“要想让蟑螂团体接受我们的机器蟑螂,它必须达到蟑螂的基本要求,比如,机器蟑螂要有与真蟑螂一样的气味。”于是,科学家给机器蟑螂涂上了蟑螂分泌出特殊气味的“香精”,这样,机器蟑螂在黑暗中潜伏后,与蟑螂们终于“打成了一片”。

机器蟑螂一方面像真蟑螂那样总是寻找同伴,另一方面却倾向于在亮处活动。实验开始时,罗兰·斯格沃特在一个圆形的笼子中布置了一块灯光区,并用红色的纸围成两个黑暗的角落,此时,73%的蟑螂聚集在暗处。当4只机器蟑螂加入之后,情况起了变化,只有39%的蟑螂依然躲在暗处,大部分则被机器蟑螂吸引来到了亮处。“在少数机器蟑螂的影响下,大多数蟑螂能改变生物习性。这说明机器蟑螂比真蟑螂更具‘说服力’。”罗兰·斯格沃特表示,希望通过使用机器蟑螂“卧底”,改变蟑螂的习性,让它们暴露在灯光之下,更易于被人类消灭。“不过,我想,我们的机器蟑螂在‘形象’上要继续改进。”
 

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