這種光極本身將可用于醫(yī)療與診斷,而在裝載于活蜻蜓時,則可用于偵察、監(jiān)測與載重送貨,以及引導授粉,從而協(xié)助更已耗盡的蜂群。20170203-KC-1第一代的背包引導系統(tǒng)包括能量采集、導航,以及按蜻蜓模型的比例進行光學仿真。(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(tài)成為成熟的成蟲后擁有肉眼無法檢測的內(nèi)建能力。隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)的出現(xiàn),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(shù)字般的龐大成本以外,最大的問題就在于電池壽命。

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

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

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

20170203-KC-2在迭加至蜻蜓背包系統(tǒng)之前的開發(fā)板與組件特寫(來源:Draper)

Wheeler說:“相較于人造的無人機,昆蟲在升空、保持穩(wěn)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(tǒng)正是利用了這些生物優(yōu)勢,創(chuàng)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并與霍華德休斯醫(yī)學研究所(Howard Hughes Medical Institute;HHMI)合作。20170203-KC-3Draper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(fā)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(yī)學研究人員提供利用微型纖維神經(jīng)的全新解決方案,使其得以展開更精確治療疾病的新研究。”