创举！划时代的转基因蜻蜓无人机！



蜻蜓复眼的启示：

• 它的眼睛是一个巨大的、隆起的球，表面覆盖着微小的镜片。它的单只眼睛长着30000块这样的镜片，每一块镜片的形状结构都与邻近镜片略为不同，所以具有独一无二的视角，复眼上半部分的小眼睛,专门看远处的物体；下半部分的眼睛,专门看近处。来自数万个独特视角的信息流入蜻蜓的大脑，在那里合成超强视野，使得它可以同时看清几乎所有方向，并且图像的清晰度和精确性满足蜻蜓捕捉高速飞行昆虫的需要。

虽然有了陀螺仪、加速度计、激光雷达等笨重传感器，对于空中生存最重要的复眼，号称智能机器人先锋的无人机产业链却一筹莫展，挖空心思借用比人类先进数亿年的蜻蜓复眼，美国马萨诸塞州剑桥市的研发公司Draper利用转基因技术将活体蜻蜓改造成了无人机，这是划时代的创举。

通过将一种太阳能控制背包来装备活蜻蜓，由背包产生的光脉冲控制蜻蜓大脑中的神经元，从而指挥倾听按照指定的方向飞行。

这个DragonflEye创新项目由 Draper 与 Janelia Farm 的霍华德休斯医学研究所（HHMI）的合作开发。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。简单说来就是通过控制蜻蜓的大脑，让它产生向某个方向飞行的想法，而不是简单的控制它挥动翅膀，做出违背昆虫意愿的飞行。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。

Draper 团队的光遗传学做了以下几步工作：

• 将昆虫的解剖学上的某些部位注入一种加入了神经元基因的光敏蛋白（卵磷脂），这些神经元可以被电子背包中的接口发送的特定波长的脉冲光波激活；

• 在蜻蜓身上绑定指甲大小名为 Optrode 的电子背包，里面包含电路板、传感器和太阳能电池，为人类与蜻蜓之间的信息中转站；

• 编码后的人类指令经由电子背包转换成光信号，通过接口发送到昆虫大脑的特殊「转向」神经元。经过修饰后的神经元被光脉冲激活后，将接收到的信号传送到翅膀，从而激发昆虫飞向指定的方向。

室内智能照明系统，这个也是不错的，毕竟当下物联网行业的发展还是很有前景的，做这个的话，如果能力可以的话，建议使用wifi或者zigbee等物联网通讯模块，或者能力不够的话，只使用单片机做一个相对智能的照明系统，都是可以的。

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。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。

蜻蜓的神经元在这个过程中不会受到影响，也不会受到破坏，只是为这个微小的生物提供了更远，更灵活的飞行能力。

“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”。

电子背包内部结构

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。与市场上各种无人机结构相比，昆虫无人机显然在续航性能上具有很大的优势。机械电子无人机通常只能配备非常有限的电池，续航时间只有几十分钟。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；DragonflEye 系统不需要飞行电源，背部的太阳能电路板只需要提供导航所需的电能，由于昆虫能够自行摄取食物补充飞行能量，因而在其存活期内的飞行动力成本几乎为零。

目前科学家们只能让蜻蜓做直线运动，但这项技术的潜力十分惊人。至于这项技术能带来的意义，Jesse J. Wheeler 说道：DragonflEye系统提供了新的小型化技术，可以将各种昆虫与环境传感器配套使用，并可能引导重要的行为，如授粉。电子蜻蜓将很快被用于引导授粉，侦察甚至精密医学和诊断。

来源：无人机