看,一隻蛾子開起了小車車
編輯:窗敲雨
接下來,我們要看到的是一段前所未有的駕駛畫面。今天的當班司機,是一隻蛾子。
原視頻來自:N Ando, S Emoto and R Kanzaki
看不清楚?再給「駕駛室」來個特寫:
圖片來自:N Ando, S Emoto and R Kanzaki
是的,一隻蛾子。確切地說,是一隻成年的雄性蠶蛾(Bombyx mori),它被固定在「駕駛艙」里,腳踩著一顆球,控制著機器小車緩緩向目標移動。這個看起來喪心病狂的點子來自東京大學的幾位研究者。2013年時,他們就發表了折騰蛾子的心得[1],而在2016年12月,改進版的 「蛾子車」視頻又出現在了《JoVE視頻實驗期刊》上[2]。
被選作「司機」的蠶蛾們背部被固定在「駕駛艙」里的一根細桿上,它們的翅膀和腿依然可以活動。蛾子腳下是一顆泡沫塑料球,它被下方的空氣輕輕托起,可以隨著蛾子的運動向各個方向自由滾動,就像是軌跡球那樣。接下來,光學感測器會負責探測球的滾動,並將信號傳遞給機械小車的控制系統。於是,小車就可以按照蛾子「行走」的方向來運動了。
只要輕輕轉動小球,就可以將控制信號傳遞給小車。原視頻來自:N Ando, S Emoto and R Kanzaki
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不過,單是讓蛾子們控制小車還不夠,把車開到目的地才是關鍵。指引蛾子們達到「目的地」的東西是氣味,確切地說,是異性散發的信息素。在小車前方,左右兩個風扇分別將周圍的氣味信號送到它的觸角前。接下來,嗅到「妹子信號」的雄性蠶蛾就會邁著獨特的步法,轉動泡沫球,指引兩輪小車向氣味源頭前進了。
遺憾的是,氣味源頭只是人為放置的信息素成分,在終點並沒有妹子在等它……原視頻來自:N Ando, S Emoto and R Kanzaki
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「開上車」的蛾子們還能準確追蹤氣味信號嗎?研究者們對此進行了測試。結果發現,和那些能夠自由行動的對照組一樣,開著小車的蛾子們也總是能夠成功抵達目標,所用的時間也與對照組接近。
這還不算完,研究者還給蛾子司機增加了難度:他們人為地製造兩側輪子的不平衡,讓車子總是偏向一邊;或是減慢小車的反應速度,製造時間延遲,然後再觀察「司機」們的表現。
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右側的小車經過人為調整,總是容易順時針跑偏,不過「蛾子司機」還是順利到達了氣味源頭。原視頻來自:N Ando, S Emoto and R Kanzaki
然而,把蛾子送進駕駛艙到底是要做什麼?研究者表示,他們的目標是為造出更好的氣味探測機器人提供參考。
探測某種氣味,並順著線索找到氣味的源頭,這是一項非常有用的功能,在尋找災難受害者、爆炸物和違禁品時都用得上。但目前為止,機器人還沒法很好地勝任這一工作。而很多動物,包括蠶蛾在內,都是氣味追蹤的好手,機器人研發者們自然希望能從它們身上尋找靈感。
然而,來自動物的氣味探測行為模式能夠直接用在機械上嗎?在這裡,研究者們就用簡單直接的方式進行了驗證。此外,研究者認為他們的「蛾子車」對生物學家同樣有用。「蛾子司機」們所處的環境有很多參數可以調節,這能幫助生物學家更多研究昆蟲在不同條件下的氣味探測表現,以及它們如何學習、適應新的環境。
研究者們甚至還設想,或許也可以直接讓「蛾子司機」走上崗位,去做點氣味探測工作。不過,究竟要對雄性蠶蛾做怎樣的改造,才能讓它們放棄雌性散發的信息素,轉而追逐違禁化學品呢?這我們就不得而知了……
不管怎麼說,這項無脊椎動物交通學進展(誤)大概會成為搞笑諾獎的有力候選者吧……
果殼網
ID:Guokr42
整天不知道在科普些啥玩意兒的果殼
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