愿景:翅膀的声音

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在“愿景”系列中关于最新研究的科幻小说将与分析相结合,深入探讨小说背后的事实。目标是将来源于头条新闻的科幻小说与对新发现暗示的可能性分析相结合。

赤松诚一郎,赤松科技公司的继承人。我用亚洲大黄蜂消灭了他,这种昆虫是我一直想用的。它非常巨大,是世界上最大的黄蜂,身体长达惊人的 2 英寸,足够大,我可以安装电子控制装置。它们每年在日本自然杀死多达数十人,所以这是一次不错的、相对隐蔽的暗杀。为了安全起见,我确实在黄蜂的毒刺上涂了额外的曼陀罗毒素。 100,000 美元。

胡安·卡洛斯·桑托斯,危地马拉的一名法官。命令要求我向所有人传递一个信息,我想不出有什么比我的壮观的“龙特技”更响亮、更清晰的了——每只蜻蜓都携带少量高爆炸药。只需让它飞到头部旁边,然后“砰”的一声。 25,000 美元。那里的雇凶谋杀价格通常很低,但偶尔毒贩喜欢挥霍——他们当然有钱这样做。


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阿齐姆·伊克巴尔,巴基斯坦一名躲藏起来的部落首领。追踪他花费了大量最初为间谍活动设计的古老间谍工作。我用一些甲虫携带微型摄像头监视他同伙可能访问的区域,直到我最终收到他一位堂兄弟的消息。我用一只蛾子跟踪他回到他家人藏身的地方,获得了视频确认,并发送了导弹袭击的 GPS 坐标。 75,000 美元,考虑到为此付出的所有努力,这并不多,但我这样做是为了报答一位忠实的客户。

康斯坦丁·蒙特拉基斯,联邦证人。他们希望我传递信息的袭击很有趣——可以让我展示我的创造力。这次有点棘手,因为我通常与昆虫而不是蜘蛛打交道,但我最终还是设法让一些蜘蛛的控制系统正常工作。一旦我得到了地址,就在他走到准备作证时,我用三只狼蛛袭击了他,并在它们的毒牙上涂上额外的神经毒素以确保终结。 100,000 美元。有趣的是——我在大学里认识他。世界真小。

生活很美好。大多数下午我都在慕尼黑啜饮咖啡欧蕾,大多数晚上我都在泡夜店,偶尔我还会飞到某个异国情调的地方为我的“公共关系咨询公司”工作。有时我甚至让客户驾驶昆虫,看到他们像孩子玩电子游戏一样兴奋,这很有趣。他们总是说我的工作是未来的潮流。

呵呵。我的父母告诉我,我主修无脊椎动物学只是在浪费时间。

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研究人员现在没有试图制造微型机器人作为间谍,而是正在试验开发昆虫改造人或“赛博虫”,它们可能工作得更好,到目前为止,科学家已经可以控制真正的自由飞行的甲虫,使用植入式设备。尽管这些改造人经常被讨论为用于侦察任务,但我显然认为它们很容易被武器化。

https://www.youtube.com/watch?v=PAeV96bTRiI

军方和间谍界无疑会喜欢微型版本的“捕食者”无人机,它可以不被察觉地飞入任何人都无法进入的地方,窥探敌人。到目前为止,开发这种机器人已被证明是一项重大挑战,其中一个关键障碍是为机器人发明一种既轻便又高功率的能源。尽管如此,大自然中存在大量证据表明这种机器是可能的,那就是昆虫,它们将生物能转化为飞行。

模仿昆虫制造机器人是有道理的——毕竟,它们一定做对了什么,因为它们是地球上最成功的动物,约占所有已知动物物种的 80%。实际上,几十年来,科学家们一直在模仿昆虫和其他动物制造机器人——例如,模仿蚱蜢的跳跃,或蟑螂的爬墙。

科学家们现在没有试图制造像昆虫形态那样复杂的机器人,昆虫形态需要数百万年的进化才能实现,而是基本上想用电子设备劫持昆虫,以创造“混合昆虫载具”。

最初,研究人员试图将机械装置粘在昆虫的背上,以电子方式控制它们,就像用缰绳控制马一样,但这种连接并不总是可靠的。为了克服这个障碍,美国国防高级研究计划局 (DARPA) 的混合昆虫微机电系统 (HI-MEMS) 计划资助了将微芯片直接外科植入正在生长的昆虫的研究,将其神经和肌肉与电路交织在一起,然后可以控制这些生物。

当这些改造人自然地从一个阶段蜕变到下一个阶段时——例如,从毛毛虫变成蝴蝶——愈合有望在设备和昆虫之间产生更可靠的连接。昆虫在某些发育阶段是静止不动的——例如,当它们在茧中蜕变时——这意味着它们比活跃蠕动时更容易被操纵,这表明这些设备可以以流水线方式植入,并可能显着降低成本。DARPA 发言人几年前告诉我,到目前为止,研究人员已成功将 MEMS(微机电系统)嵌入到发育中的昆虫中,并且活着的成年昆虫已经出现,嵌入式系统完好无损。

为昆虫携带的设备供电是棘手的。然而,维罗妮克·格林伍德在Discover杂志上发表的一篇文章最近提到的一篇论文提出了一种解决方案——从昆虫拍打的翅膀中获取能量,以帮助它们无需电池即可运行。发表在 9 月份的《微力学和微工程杂志》上的这项研究,在绿金龟子胸部靠近翅膀附着处安装了压电装置,这些装置在弯曲或压缩时会产生电力。

这些改造人最初可能会像飞机一样用于侦察,但随着空战的发展,飞机最终在陆地、海洋和空中的目标作战中发挥作用,我认为赛博虫也可能如此。根据艾米·斯图尔特的著作《邪恶的虫子》,实际上,昆虫已被用作武器数千年,从古代罗马时代用弹射器将蜂巢投掷到敌人的城墙上,到坦桑尼亚人在第一次世界大战期间使用蜂巢作为陷阱对抗英国人。

在看到曙光之前,这项研究仍然需要克服重大挑战。例如,假设有人想远程操作这些混合昆虫载具,则必须为改造人开发微型摄像头、收发器及其电源。此外,昆虫是易腐烂的,尽管麻痹或冷藏可能有助于延长某些昆虫的寿命,具体取决于物种——例如,瓢虫可以在冰箱中储存数月而无需食物。

一旦做出发现或创造了技术,不可避免地会产生意想不到的后果。正如我之前提到的那样,据说好的科幻小说预测了汽车,而伟大的科幻小说则提出了交通拥堵。如果这些赛博虫超越其预期的军事目标,谁知道会发生什么?

顺便说一句,当谈到故事中雇凶杀人的费用时,我只是在胡乱猜测——雇凶杀人的费用并不完全广为人知,因此很难获得可靠的统计数据

您可以通过电子邮件就“愿景”与我联系,邮箱地址为toohardforscience@gmail.com

Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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