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2015年05月24日 星期日 放大 缩小 默认   
甲虫背上电子“背包”飞行进入危险区域
李忠东
  将无线电发射机“背包”安装在甲虫身上,而且还能利用这个“背包”来控制甲虫的飞行,这种半电子昆虫的研制成功尚属首次。从事该项研究的是美国加利福尼亚州大学伯克利分校和新加坡南洋理工大学的研究人员,他们可以通过无线电发射机控制甲虫的起降、转向和空中盘旋等动作。

  研究中使用的甲虫名叫巨型花金龟,身长6厘米、重量9克。科学家发现,直接影响花金龟空中转向的是一块用于控制翅膀折叠的肌肉。它位于翅膀关节处,是鞘翅目昆虫的第三腋片肌肉。花金龟背部安装的微型电脑和无线电装置能记录花金龟飞行过程的数据,他们利用这些信息改进花金龟远程遥控转向的精确度。

  “自19世纪以来,鞘翅目昆虫的这块肌肉便被认为只与翅膀折叠有关。而这次无线系统记录了昆虫在自由飞行过程中的神经肌肉活动,发现这块肌肉也可用于转向。”加州大学伯克利分校的副教授米切尔·马哈比兹指出,“我们的这项研究第一次验证更先进的自由飞行甲虫控制系统,堪称生物学和工程学完美合作的一个案例。”   

  研究人员表示,这项技术让他们进一步了解甲虫的生物学特征和无线传感器应用于生物学研究的潜力,与此同时发现了半电子昆虫的一系列应用,将来可以在对人类过于危险的灾区作为辅助搜救行动的工具,像无人侦察机一样执行任务。“在众多的昆虫中,甲虫之所以成为首选,一是它们能够搭载相对较重的有效负荷,二是在它们身上安装小型无线电发射机和热传感器相对更容易。”南洋理工大学助理教授希罗塔卡·萨托说,“通过操控半电子甲虫飞行,我们可以安全地探索倒塌建筑的小角落和裂缝这些以前无法进去的地方,从此昆虫侦察不再是梦。” 

  生物学家在记录和研究飞行昆虫时,通常不得不用绳子将其拴住,因此难以确定系绳是否会影响昆虫的天然飞行动作。这项研究使用的花金龟没有系绳,但安排在一个封闭的房间内飞行。在测试过程中,科学家每毫秒向花金龟的“背包”传输信号,对它进行刺激,操控其起飞、左转或者右转、在半空中盘旋等动作。          李忠东

     
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