工程师用基因技术对昆虫的神经系统进行修改,使之可以对光脉冲产生反应。一旦光遗传刺激开始发挥作用,操作员就可以控制昆虫。

你见过半机械活蜻蜓吗?还能用太阳能供电

(天空之城)科学家已经开发出转基因半机械蜻蜓,它可以用来监控人。

这只蜻蜓的绰号为“DragonflEye”,它的一半是昆虫,一半是机械,背了一个指甲大小的“背包”,用太阳能驱动,由操作员远程控制。

 

 

我们可以用蜻蜓授粉,还可以执行紧急任务。

德拉珀实验室(Draper Labs)和霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)合作完成DragonflEye项目,德拉珀实验室高级生物医学工程师杰西·惠勒(Jesse Wheeler)在接受采访时表示,蜻蜓还可以携带东西。

DragonflEye是一只微控制昆虫,它采用了微型导航、合成生物、神经技术。为了控制蜻蜓,德拉珀实验室的工程师用基因技术对昆虫的神经系统进行修改,使之可以对光脉冲产生反应。一旦光遗传刺激开始发挥作用,操作员就可以控制昆虫,让它携带物资,或者监控人,甚至还可以成为传粉者。

在开发蜻蜓的过程中,研究人员使用了一些新技术。

首先,研究人员将所有的电子组件全都装进“背包”,也就是说小昆虫(比如蜜蜂、蜻蜓,不是大的甲壳虫)可以穿着“背包”飞行。背包尺寸很小,电子元件可以用太阳能供电,降低对电池的依赖。研究人员为昆虫植入了导航系统,一旦飞出控制范围,我们可以用导航系统寻找。

其次,研究人员没有使用电极刺激昆虫肌肉,使之按要求运动,德拉珀工程师使用了更加精妙的技术,他们用“光极”生成光脉冲,遥控特殊“控制”神经元。这种控制神经元如同桥梁,将蜻蜓的传感器和肌肉联系起来,用这种方法控制昆虫的运动更加可靠。

霍华德·休斯医学研究所专注于研究新的基因传递方法,它可以让特殊“控制”神经元具备感知到光线的能力。德拉珀实验室的任务就是将“背包”缩小,里面放置自动导航系统和柔性光极,它可以控制转基因神经元,将光线引导至蜻蜓的微型神经结。

第一代系统是根据早期模型“背包”开发的,该“背包”适合蜻蜓使用,研究人员用它了解系统的工程学特点,看看最大重量是多少。

拥有新技术之后,研究人员将“背包”系统放在蜻蜓身上,然后开始解决位置追踪、飞行控制问题,同时还要优化光模拟技术。

有两种方法供研究人员选择,之前的实验会使用其中的一种:第一种方法,在昆明的有机体之内开发出更高级的技术,让它按给定方向前进,而不是昆虫自己的方向。第二种方法,接入昆虫腿部的肌肉或者神经,直接改变动作。

如果使用第一种方法,昆虫会慢慢适应,最终忽视刺激。如果使用第二种方法,昆虫的飞行方式不自然,动作很笨拙。

DragonflEye使用的方法介于二者之间,既不用担心昆虫对“脉冲”刺激变得习惯起来,也不用学习如何扇动翅膀。