半机械的昆虫间谍
彭 欣
当你注意到身边有只蜂鸟或是蜻蜓在扇动翅膀轻盈飞舞时,你可要小心了,因为这些小鸟或昆虫或许也在暗中窥视你。据美国媒体披露,美国国防部已投入数百万美元,应用仿生学原理研发微型侦察飞行器。经过多年研发,鸟类和昆虫间谍技术已逐步成熟。
“纳米蜂鸟”是加州航空环境公司研发的新一代微型飞行器，它的翼展16.51厘米，重量与一节5号电池相近，虽然样子不起眼，但它的功能已经很完备。“蜂鸟”相当于一个迷你版的无人侦察机，腹部装有微型摄像机，飞行速度能达17公里/小时。尽管相貌和真正的蜂鸟相比略显僵硬，人造蜂鸟几乎拥有同样高超的飞行技巧：通过快速扇动身体两侧的翅膀，能够上下左右自由飞动，还能旋转和盘旋。此次研制蜂鸟飞机，是受美国国防部委托，历时5年，耗资400万美元才有所回报。研究微型间谍飞行器是一项颇具挑战的工作，最大的难题是，如何制造一架既能长期飞行，又能遥控或自主控制的飞行机器。
除了让飞行器变得越来越小外，研究人员打算走另一条“捷径”，将活生生的昆虫变成半机械的飞行间谍。美国的科学家正在实验，是否可以在昆虫变态发育过程中植入摄像头或传感器，并通过电刺激它们的翅膀控制其飞行。因为昆虫在每个变态发育阶段，其身体都会完成一次更新，伤口能得到修复，被植入异物后内部器官会重新排列。
这样的改造方案并非异想天开，但要改变昆虫亿万年进化所得的习性并不容易。英国牛津大学教授乔治·麦克加文指出：成年昆虫生存的目的只有一个：产卵繁殖。要改造昆虫就得重新给它制定行为模式。事实上，美国国防部先进研究项目局就曾有过失败的例子，他们希望利用蜜蜂和黄蜂来侦察爆炸物，但由于昆虫的本能占了上风，这些昆虫常会在“执行任务”时去觅食或交配。
作为DARPA“混合微电子昆虫”项目的一部分，美国康奈尔大学的研究人员已经成功改造了烟草天蛾。烟草天蛾的幼虫变成蛹后被植入一个微电子传感器，蛹成熟后变成寿命相对较长的蛾子。烟草天蛾们体内的传感器就能控制其肌肉，实现远程操纵烟草天蛾飞行。被植入烟草天蛾体内的微电子传感器仅有56平方毫米大，重0.5克。其携带的电池能产生5伏特的电压，刺激烟草天蛾的肌肉进行飞行。
虽然在实验中实现了对昆虫的控制，但科学家面临的一个现实问题是植入芯片的重量。美国科学家在两种甲虫的身上进行类似尝试：微电子系统被植入甲虫体内四个位置，尽管能精确控制飞行方向，但由于芯片的重量过重，第一种实验对象绿金龟根本飞不起来，只有第二种名叫拖瓜塔花金龟的大型甲虫能顺利起飞，最长飞行时间也不过1分钟。于是，研究人员着手改进电池，为了找到一种能持续长久提供动力的能量来源，他们最终选择了放射性同位素，其半衰期为12年，这意味着电池能源源不断地提供能源。但是这又带来了新的问题，首先是放射性元素对人体和生物体的机体具有致癌或遗传效应，其次是辐射可能会破坏微电子设备甚至昆虫本身。
科普作家莱恩指出，改造生物和仿真机械的技术一旦成熟，就将改变情报收集方式：硝烟弥漫的战场上，飞过的一只鸟可能是观测敌情的机械鸟；被改造后的昆虫会悄悄飞入嫌疑人或间谍的住所，不留痕迹地执行监听任务；在污染严重或有致命辐射的地区，大批人造昆虫能完成观测任务并全身而退……这样的变革只是早晚的问题，同时也将不可避免地引发民众对政府的怀疑和不信任。美国军方改造昆虫的灵感实际上来自科幻小说《雀鹰》，《雀鹰》也警示了改造生物可能引发的未知风险。在这部小说中，由于黑客入侵，头脑由芯片控制的巨型动物被歹徒利用。一旦昆虫间谍真的出现，它们面临的不只是技术困难，还有法律问题。昆虫间谍如果被警察用于侦查，就可能侵犯公民的隐私。随着越来越多仿生机器人成为人们生活中的一部分，也将给生活方式带来巨大影响。
17．在昆虫间谍的研制过程中，科学家们遇到了哪些难题？（4分）
18．简要说说让烟草飞蛾变成傀儡的原理。（3分）
19．文章介绍“纳米蜂鸟”的内容与题目并不符合，可否删去？为什么？（3分）
20．对于研制昆虫间谍这一问题，有人欢喜有人忧，根据文章内容，谈谈你的认识。（4分）