credit: Mark Stone, University of Washington

你不會(hui) 想拍死這隻小飛蟲。它不會(hui) 咬人，也不會(hui) 蜇人，亦不會(hui) 傳(chuan) 染疾病，而且有一天它或許還能挽救生命和拯救氣候。屆時，它可以調查農(nong) 作物，偵(zhen) 測野火，在災後倒塌的瓦礫中搜尋生還者，並且還能夠嗅出燃氣泄漏，特別是它能嗅出比二氧化碳還要厲害好幾倍的溫室氣體(ti) ：甲烷。

現在為(wei) 大家隆重介紹——機器蠅！

這是第一款不需要連接地麵能源就能夠起飛的機器飛蟲，重量隻比一根牙簽稍重一些，而且起飛使用的不是螺旋槳，而是拍動的小小翅膀，而，它和無人機一樣也是用激光束作為(wei) 動力。機器蠅身上一塊極小的電路板可以將激光能量轉化為(wei) 電能，可以為(wei) 它的翅膀提供動力來飛行。

目前，機器蠅還隻能做到起飛和降落，但是能夠掙脫有線供能的束縛是一個(ge) 好的開始。“在這之前，昆蟲大小的無線飛行機器人還隻是科幻電影中的概念，”華盛頓大學機械工程係的副教授、機器蠅的創作者之一的Sawyer Fuller表示。“我們(men) 最新製作出的無線機器蠅展現出它們(men) 更貼近於(yu) 現實。”

近期研究人員們(men) 在布裏斯班舉(ju) 辦的機器人與(yu) 自動化國際學術會(hui) 議上展示了這個(ge) 最新的作品。

最終，科學家們(men) 相信他們(men) 這個(ge) 發明可以有能力在空中盤旋，降落在物體(ti) 表麵，並且可以通過操控激光四處飛行，或者能夠在機器蠅上麵增裝微型電池，或者可以通過射頻信號收集能量。他們(men) 的目標是可以指揮機器蠅完成一些特定任務，比如說調查農(nong) 作物的生長情況還有偵(zhen) 測燃氣泄漏。他們(men) 甚至還想或許能夠在它身上裝備煙霧探測器，這樣它們(men) 能夠比大一些機器人更加有效率的找出森林火災。

“有研究提出天然氣甲烷的泄露或許太普遍了，可能一個(ge) 單位的甲烷實際上比一個(ge) 單位燃煤排放出的溫室氣體(ti) 都要厲害，”Fuller說。“這是因為(wei) 比起使用碳基燃料所排放出來的二氧化碳，天然氣有著更加有害的溫室氣體(ti) 效應。我希望可以創造出一種技術，可以很方便的找出天然氣的泄漏處，以便人們(men) 能夠修補好泄漏處。”

到時場景會(hui) 像是這樣：

“你可以購買(mai) 一小箱的這種微型飛行機器人，打開箱子，然後它們(men) 自己會(hui) 自主的飛出來並跟著空氣中的羽流找到泄漏處，”Fuller解釋說。“一旦它們(men) 找到了一處泄漏點，便會(hui) 降落在泄漏點的附近並且開始閃燈。人們(men) 隻需要在這它們(men) 附近尋找泄漏處就可以了。這可以取代目前人們(men) 需要手裏拿著氣體(ti) 感應器對區域進行地毯式排查這個(ge) 辛苦又危險的過程。”

Fuller表示機器蠅要達到這種自主級別還需要幾年的時間。“即使這樣，我還是認為(wei) 可能性很大，”Fuller說。“自然界已經向我們(men) 證明了在從(cong) 蒼蠅到禿鷲的很多物種中，它們(men) 都能夠通過空氣中化學羽流所攜帶的信息找到它的源頭。”

這種設備在農(nong) 業(ye) 領域也十分有價(jia) 值，“它們(men) 可以飛進作物的冠層中，尋找生病的作物並且測量濕度等參數，比起在高處飛行的無人機，它們(men) 能收集到更細致的細節，實現一種新型的‘微型農(nong) 業(ye) ’，可以適應當地的環境優(you) 化產(chan) 量，”Fuller說。

因此，他表示能夠為(wei) 機器蠅打碎有線供能的枷鎖“真的是非常必要的一步，這能讓它們(men) 可以自由飛行並且完成我們(men) 所預想的應用。”

除此之外另一個(ge) 目標是讓機器蠅能夠暫歇，拍動翅膀停留在空中、降落並停留在一個(ge) 地方。“我們(men) 對暫歇非常感興(xing) 趣，因為(wei) 這是進行長時間任務時一個(ge) 非常有效的方法，而且暫歇已經在機器蜜蜂上有過展示了，不過那時還是有線供能的，”團隊中一個(ge) 機械工程博士生Johannes James說。“而我們(men) 的是無線的。”

據James所說，比如說機器蠅可以落在管道線上，或者在精煉設施上，然後可以沿著長長的管道完成長時間的探測作業(ye) ，然後再飛到其它地方收集更多的數據。而且拍打翅膀飛行會(hui) 耗費能量，能夠不拍打翅膀的停留在一個(ge) 地方可以節省能量。

“像是尋找難以發現的泄漏點時，比起使用單個(ge) 昂貴的機器人，這種分布式的探測工作能給你更大的優(you) 勢，”他說。“在表麵暫歇或者在表麵移動的能力可以幫助延長它們(men) 的工作時間。”

團隊使用細細的肉眼不可見的激光束投射到機器蠅攜帶的光電管上來為(wei) 機器蠅供能，通過光電管可以將激光轉換為(wei) 電能。但是由於(yu) 單單用激光所產(chan) 生的電壓不足以驅動它的翅膀，所以科學家們(men) 又設計了一塊電路板來增強光電管輸出的電壓為(wei) 機器蠅的飛行提供足夠的動力。最終，這個(ge) 團隊希望能夠使用電池作為(wei) 一個(ge) 能量源，“但是目前電池對於(yu) 蒼蠅大小的機器人來說過於(yu) 沉重”。

“至於(yu) 能源解決(jue) 方案來說，我們(men) 未來的工作將包括針對持久飛行的激光供能，在短時間飛行中從(cong) 環境光線中收集能量然後充電；第三點，也是最讓我興(xing) 奮的一點，就是由耦合線圈提供的無線能源，有點像是尼古拉·斯特拉的Wardenclyffe高塔和在科羅拉多斯普林斯的項目，”James補充說道。“第三點很難去解釋，但是肯定會(hui) 很酷。”

科學家們(men) 還在機器蠅的電路板上安裝了一個(ge) 微型控製器，作用和大腦一樣，可以告訴它什麽(me) 時候應該振動翅膀。

James指出這個(ge) 機器小家夥(huo) 或許甚至可以增加科學家對真實世界中昆蟲的知識。

“對於(yu) 飛行昆蟲的原理仍舊了解的不透徹，”他說。“事實上，當你想起它的時候會(hui) 覺得很神奇。這就是機器蠅能夠幫助到我們(men) 的地方。機器人對於(yu) 生物研究十分有價(jia) 值，而且開發一個(ge) 無線機器蠅是了解真實昆蟲的行為(wei) 的關(guan) 鍵步驟。”