今年2月份在西雅圖舉行的美國科學(xué)促進(jìn)會大會上，謝菲爾德大學(xué)的詹姆斯?馬歇爾(James Marshall)教授展示了他和他的團(tuán)隊如何通過對蜜蜂的大腦進(jìn)行逆向工程來創(chuàng)造無人機原型。“蜜蜂是完美的視覺導(dǎo)航者。”他說，“它們可以通過最少量的學(xué)習(xí)在一個復(fù)雜的三維環(huán)境中非常穩(wěn)健地飛行，僅使用1立方毫米的大腦中的100萬個神經(jīng)元……對我們來說，它們是研究腦大小與智力的絕佳對象。”他表示，項目已經(jīng)獲得了科研籌資機構(gòu)“英國研究與創(chuàng)新”共480萬英鎊的贊助，并正邁向商業(yè)化。該項目最近將分立出一家名為Opteran Technologies的企業(yè)，后者正在籌集150萬英鎊的種子資金。

研究人員正在進(jìn)行兩類實驗，對蜜蜂的大腦進(jìn)行“逆向工程”——了解蜜蜂與大黃蜂如何可靠地飛行數(shù)公里，學(xué)習(xí)這些能讓它們返回蜂巢的特性。

這些昆蟲優(yōu)化了從它們的巢穴到多處采蜜點的距離。蜜蜂的大腦能同時進(jìn)行多項任務(wù)、適應(yīng)新場景并迅速學(xué)習(xí)——這與人類工程師設(shè)計的典型人工智能和機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)形成了鮮明對比。

第一類實驗通過在蜜蜂背部安裝微小的雷達(dá)應(yīng)答器來追蹤真正的蜜蜂采蜜的運動軌跡。分析蜜蜂的飛行路徑為研究背后的神經(jīng)過程提供了線索。“在我們用雷達(dá)追蹤一只蜜蜂前，我們需要在她背上貼一個電子小標(biāo)簽，這說起來容易做起來難。”領(lǐng)導(dǎo)該項目這部分工作的倫敦瑪麗王后大學(xué)的喬?伍德蓋特(Joe Woodgate)說。“它們非常善于從我們手中逃脫，而當(dāng)我們成功給一只蜜蜂貼上標(biāo)簽，就會激怒它，這可不安全。”

第二條研究路線很快即將開始，實驗將把一個小電極插入一只拴著的蜜蜂的大腦，讓它在實驗室的虛擬現(xiàn)實環(huán)境中運動。然后，科學(xué)家就可以將神經(jīng)信號與蜜蜂的運動聯(lián)系起來——首先讓蜜蜂在追蹤球上行走，然后再讓它飛行。他們目前正在訓(xùn)練蜜蜂在大腦記錄開始前在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中飛行。

“我們模擬了蜜蜂大腦的25%左右，或許還要多一點。”馬歇爾說。“我們有類蜜蜂機器人，它們會像蜜蜂一樣在實驗室飛來飛去，從周遭環(huán)境提取信息。”

該團(tuán)隊并沒有制造一群蜜蜂大小的無人機，而是建造了更大的機型，一種重600克，另一種重250克。一只蜜蜂的重量大約為0.1克。“250克重的無人機真正令人興奮的是，所有運算都是在機上進(jìn)行的。”他說。“想想這架無人機有多小，大腦就在機上，我們認(rèn)為這一點是真正的成就。”

Opteran公司的長遠(yuǎn)目標(biāo)是銷售基于對蜜蜂研究而研發(fā)的人工智能軟件與算法，而非制造無人機本身。馬歇爾表示，他們的潛在客戶是使用無人機投遞包裹的物流企業(yè)。

這項技術(shù)用于商業(yè)至少還要五年，他補充道：“讓無人機在城市里飛行的風(fēng)險很高，如果無人機墜落就可能致人受傷甚至死亡，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須讓監(jiān)管部門相信，你的飛行物是安全的。