研究人员通过蜜蜂的大脑进行逆向工程来创造无人机原型

据FT消息，英国科学家正在研究蜜蜂如何适应周围环境，以开发可以指导新一代精密无人机的软件。

今年2月份在西雅图举行的美国科学促进会大会上，谢菲尔德大学的詹姆斯•马歇尔(James Marshall)教授展示了他和他的团队如何通过对蜜蜂的大脑进行逆向工程来创造无人机原型。“蜜蜂是完美的视觉导航者。”他说，“它们可以通过最少量的学习在一个复杂的三维环境中非常稳健地飞行，仅使用1立方毫米的大脑中的100万个神经元……对我们来说，它们是研究脑大小与智力的绝佳对象。”他表示，项目已经获得了科研筹资机构“英国研究与创新”共480万英镑的赞助，并正迈向商业化。该项目最近将分立出一家名为Opteran Technologies的企业，后者正在筹集150万英镑的种子资金。

研究人员正在进行两类实验，对蜜蜂的大脑进行“逆向工程”——了解蜜蜂与大黄蜂如何可靠地飞行数公里，学习这些能让它们返回蜂巢的特性。

这些昆虫优化了从它们的巢穴到多处采蜜点的距离。蜜蜂的大脑能同时进行多项任务、适应新场景并迅速学习——这与人类工程师设计的典型人工智能和机器学习系统形成了鲜明对比。

第一类实验通过在蜜蜂背部安装微小的雷达应答器来追踪真正的蜜蜂采蜜的运动轨迹。分析蜜蜂的飞行路径为研究背后的神经过程提供了线索。“在我们用雷达追踪一只蜜蜂前，我们需要在她背上贴一个电子小标签，这说起来容易做起来难。”领导该项目这部分工作的伦敦玛丽王后大学的乔•伍德盖特(Joe Woodgate)说。“它们非常善于从我们手中逃脱，而当我们成功给一只蜜蜂贴上标签，就会激怒它，这可不安全。”

第二条研究路线很快即将开始，实验将把一个小电极插入一只拴着的蜜蜂的大脑，让它在实验室的虚拟现实环境中运动。然后，科学家就可以将神经信号与蜜蜂的运动联系起来——首先让蜜蜂在追踪球上行走，然后再让它飞行。他们目前正在训练蜜蜂在大脑记录开始前在虚拟现实环境中飞行。

“我们模拟了蜜蜂大脑的25%左右，或许还要多一点。”马歇尔说。“我们有类蜜蜂机器人，它们会像蜜蜂一样在实验室飞来飞去，从周遭环境提取信息。”

该团队并没有制造一群蜜蜂大小的无人机，而是建造了更大的机型，一种重600克，另一种重250克。一只蜜蜂的重量大约为0.1克。“250克重的无人机真正令人兴奋的是，所有运算都是在机上进行的。”他说。“想想这架无人机有多小，大脑就在机上，我们认为这一点是真正的成就。”

Opteran公司的长远目标是销售基于对蜜蜂研究而研发的人工智能软件与算法，而非制造无人机本身。马歇尔表示，他们的潜在客户是使用无人机投递包裹的物流企业。

这项技术用于商业至少还要五年，他补充道：“让无人机在城市里飞行的风险很高，如果无人机坠落就可能致人受伤甚至死亡，要实现这一目标，就必须让监管部门相信，你的飞行物是安全的。

编辑：hfy