從美國麻省理工學院(MIT)獨立而出的德雷珀實驗室(The Charles Stark Draper Laboratory)在蜻蜓中嵌入了一種「光極」(optrode),這是一種比光纖更小、更靈活的新型光導,可用於實現其DragonflEye混合無人機系統。

這種光極本身將可用於醫療與診斷,而在裝載於活蜻蜓時,則可用於偵察、監測與載重送貨,以及引導授粉,從而協助更已耗盡的蜂群。

20170124 DragonflEyeNT01 第一代的背包引導系統包括能量採集、導航,以及按蜻蜓模型的比例進行光學模擬。(來源:Draper)

早在電子時代以前,美國國防部(DoD)就一直試圖將真的昆蟲變成仿生機器人。他們最大的突破是將偵測器植入昆蟲的幼蟲,以便在其變態成為成熟的成蟲後擁有肉眼無法檢測的內建能力。隨著微機電系統(MEMS)的出現,美國國防部大多放棄了真的昆蟲,改用昆蟲般大小的微型無人機。然而,除了天文數字般的龐大成本以外,最大的問題就在於電池壽命。

而只要有食物、水和陽光,Draper配備監控設備的蜻蜓DragonflEye就能維持長達幾個月的壽命。

「DragonflEye系統的獨特之處在於它是專為實現自主性而設計的,它能從環境能源(如太陽能)進行充電。來自環境中的高效能量有助於縮小系統,使得蜻蜓不會被龐大的電池拖累。」Draper生物醫學工程師暨該計劃的首席研究員Jesse Wheeler表示:「為了向蜻蜓發送轉向指令,必須在蜻蜓的神經線光線周圍傳送光線——其神經線相當於釣魚細線的大小。為此,我們開發了一種新的光極技術,它非常靈活,而且能夠在急轉彎時曲折光線。」

此外,相較於笨重的人造無人機,真正的蜻蜓動作極其敏捷又迅速,擁有媲美9G大轉彎的機動能力。

20170124 DragonflEyNT02 在疊加至蜻蜓背包系統之前的開發板與元件特寫(來源:Draper)

Wheeler說:「相較於人造的無人機,昆蟲在升空、保持穩定飛行以及儲存從食物而來的補充能源方面更有效率。DragonflEye系統正是利用了這些生物優勢,創造出一種比任何人造無人機更小、更輕且更具隱密性的仿生無人機。」Draper並與霍華德休斯醫學研究所(Howard Hughes Medical Institute;HHMI)合作。

Embedded content: https://vimeo.com/187043804 Draper計劃首席研究員解釋DragonflEye仿生機器人的原理 (來源:Draper)

Wheeler說,「開發DragonflEye計劃的技術為昆蟲(也包括重要的授粉昆蟲,如密蜂)的飛行行為研究提供了新的工具。此外,我們靈活的光極技術將為醫學研究人員提供利用微型纖維神經的全新解決方案,使其得以展開更精確治療疾病的新研究。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Dragonfly Surveillance Cyborg Could Aid Pollination,by R. Colin Johnson)