《任我爽精品视频在线播放搬运工》

一半昆虫一半机械，活蜻蜓无人机试飞成功，开启半机械化生物时代

喜欢科(🔲)幻电影的朋友都知道，广义的赛博格（Cyborg）指的就是半生物半机械。但如今这并非只是科幻，科技已经将其变成现实。

一直以来，仿生学家都期望能够模仿造物主鬼斧神工的生物设计和构造。虽然科学家已经尽可能地从各个方面模仿自然界中昆虫的(👪)飞行来制造微型无人机，然而目(🗞)前还没有任何机械(🔶)仿生无人机能够比得上昆(🎰)虫本身(🖐)的飞行效率和机动性。

但你见过半机械(🍯)活蜻蜓吗？科学家通过基因(🌂)编辑(🤭)技术，设计出一半是昆虫、一半是机械(👂)的活蜻蜓机器(🚵)人，而且还试飞成功了。

一家位于马萨诸塞州剑桥市的研发公(👫)司 Draper 就提出来(🦋)一种“双赢”的方法——将科技与生物相结合，用技术改造(👊)蜻蜓本身，使其获得可控制及自主导航飞行功能。这家初创公司源自麻省理工学院。

Draper工程师们将微型导航技术、合成生物技术以及神经科学技术相结合，开发出一种新型混合无人机系统——可控制的“蜻蜓无(🐎)人机”。这只蜻蜓名为“DragonflEye”，它背了一个(🍛)指甲大小的控制“背包”，里面配置了太阳能电池(🏊)、控制(✒)器和传感(👎)器，可供操作人员远程(👀)控制。

在全球蜂群锐减的情况下，DragonflEye的微型引导 “背包技术”系(🚍)统将能够协助昆虫进行授粉，并且有望通过检测(🤺)蜂群的飞行模式、迁徙及整体健康状况(🏵)等找(🤹)出其数量减少的可能原因。

举例而言，蜜蜂作为自然界最重(🌸)要的授粉昆虫之一，每年为美国农业贡献超过 150 亿美元的产值，但其种群密度却在最近 25 年来缩减了一半，这其中实际(🤪)上存在相当的市(🛃)场空间。

图 | 一比一大小的蜻蜓模型及第一代背(🤪)包导航系统，包括能量收集、导航及(🚦)光刺激模块等

与传统生物机器人相比，DragonflEye 的独特之处在于，它不需要“欺骗”昆虫的感受器或直接控制它的肌肉，而是(👙)使用光学电极来对经过基因编辑的昆虫神经系统发号施令。

这意味着，蜻蜓可以在保留其原生飞行技能的前提下被(🐇)操控飞行，而这是其他微型空中机(🚬)器(🚲)人所不具备的。

“DragonflEye 代表的是一(🐬)类(🌑)全新的微型飞行器，比其他任何人造飞行器都更加微小、(🚂)轻盈和隐秘。” Draper公司生物医学工程师兼该项目首席研究员(🤠)Jesse J. Wheeler称。“这(🌿)种(🔮)飞行(💘)器将能量收集、运动感知、算法、微型化以及光遗传学（optogenetics）等各种先进技术都集成在一个昆虫能够负(⏳)载的微型背包系统(🏋)中。”

研究团队表示，之所以选择蜻蜓而不是别的昆虫作为实验对象，主要是因(🍔)为蜻蜓拥有诸多优点：

· 蜻蜓(🛸)广泛存(👮)在，取材方便；

· 蜻蜓在仅有约 600 毫克(💆)的重量下，能实现 9 倍重力(🗼)加速度，并且体积小，擅于长途飞行；

· 与机械飞行机器人相比，蜻蜓机器人可以通过捕食自行(⚾)补充(👕)能量，而(🌕)控制(🧑)系统的能源也可以通过太阳能解决，因此在续航和效率方面更有优势。

图 | DragonflEye下一步研发将集中在增(😭)加监测与控制功能及减少控制背包(🗻)重量方向上

DragonflEye 项目是 Draper 公司与霍华德·休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute，HHMI）下属的新型科研机构 Janelia Farm 所属团队合作(📣)的成果，该(⏲)团队开发出一种新型光遗传学工具，能够从微型背包向蜻蜓神经系统中与转向相关的特定神经元发送“控制命令“。

这项由霍华德·休斯医学研究所研究员 Anthony Leonardo 领导的前期研究，进一步增强了研究(🏇)者对蜻蜓神经系统中控制飞行的“转向神经元”的深入理解。这些研(👕)究者们尝试利用合(🎲)成(⛷)生物技术，将具有类似于眼睛感光功能的基因片段嵌入蜻蜓的“转向神经元”中，从而使这些神经元具有光(🔪)刺激敏感性。

Draper公司的研究者则致力于开发一种称为“光极”（optrodes）(💎)的微型光学结构，能够从微型背包系统发出光脉冲，进入蜻蜓的神经索并激活其特定的“转向神经元”。

传统光纤过于坚硬，不适于包裹蜻蜓微小(🌄)而脆弱的神经索。所(🕘)以，Draper公司开发出一(📆)种新型柔性“光极”结构，能够以亚毫米级精度弯曲光束，从而能够精准地定位神经激活的靶向位置，并且不会(🖐)损坏相邻的成千上万的神经元。

“总有一天，这类(🥘)工具（光(👠)极）也(🤾)会用于改进人类的(🙅)医学治疗，提升疗效的同时副作用更小”，Jesse说。“我们的柔性光极技术提供了一种新的解决思路，使得微型诊断、安全接入微小神经目标以及高精准药物递送等成为可能。”

这种“蜻蜓无人机”目前已经成功实现了(✋)试飞，但(㊗)从严格意义上讲，其实是蜻蜓本身的自主飞行。但 Draper 公司在各相关领域完善的技术解决方案，则是制造这种神奇的生物机器人的关键所(🛒)在。

以下是该公司的部分技术解决方案：

定位、导航及授时(⚡)（PN&T）：通过(😙)精密硬件技术、全面的算法及软件开发技术，以及独特的基础架构等，开发并提供新型PN&T系统解决方案，来解决引导、导航和控制问题(🛌)。包括(🍴)从高精准的(🏾)洲际、潜射弹道导弹的惯性解决(😻)方案，到炮射弹药的(🎽)集成惯性导航系统，再到(🕌)GPS不适用的苛刻环境下(🅰)士兵导航等解决方案。

自主系统：通过综合其(🏅)任务规划、PN&T、情境感知等技术，开发和部署用于海、(🔀)陆、空以及水下需求的自主系统。这些自主系统依复(💆)杂度不同分为(🥠)涉及人类干预的系统和没有人类干预的完全自主系统。

微系统：通过定(🔷)制封装与互连技术相结合，将超高集成密度（iUHD）的异(🎌)构组件模块(🧦)使得系统在保证功能(🚦)性的同时，尺寸足够微小。

图丨蜻蜓背包导航系统的各个组件

生物医学解决方案：Draper公司的生物医学方案解决能力主要集中在微系统、微电子、计算建模、算法开发以及图像和(💭)数据分析等应用上，主要涉及生物医疗(🌤)及相关领域(🎥)。具体包括(📰)应(🌩)用于可穿戴或可植入的医(😛)疗装置、器官辅(📿)助装置以及药物递送系统等的MEMS、微流控以及纳米结构技术等(🐱)。

材料工(⬅)程及微加工：Draper公司在宏观、微观及纳(📊)观尺度范围设计、表征及加工不同材料的专业技能。在多尺度范围理解(⛴)材料的物理性质及行为，对于成功利用其设计组件或(🌭)系统(🏧)是至关重要(🙏)的。

【任我爽精品视频在线播放搬运工的相关新闻】