摘要:你绝逼没有看错!一只果蝇用17分钟,精准“写”出了这句程序员的经典问候:HELLO WORLD!这项研究来自哈佛大学罗兰研究所,发表在4月8日《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,他们竟然爆改果蝇为活体生化机器人,控制它们进行了一系列的实验。
你绝逼没有看错!一只果蝇用17分钟,精准“写”出了这句程序员的经典问候:HELLO WORLD!这项研究来自哈佛大学罗兰研究所,发表在4月8日《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,他们竟然爆改果蝇为活体生化机器人,控制它们进行了一系列的实验。
你可能会问,好好的科学家,为什么要去“为难”一只小小的果蝇?
答案很简单:有时候,工程学的尽头,是生物学。
多年来,制造微型机器人一直是个巨大的挑战。机器人越小,电池、传感器和控制系统就越难塞进去,就像要把一头大象装进火柴盒一样困难。
但大自然早已给出了满分答案。一只小小的果蝇,身长仅2.5毫米,体重1毫克,却自带了超高效的“动力系统”、极其灵敏的“传感器”和经过数百万年进化打磨的“导航大脑”。
与其从零开始费力地制造,为什么不直接“征用”这些现成的、完美的微型生物呢?
于是,哈佛的科学家们拿出了两根“魔法棒”,给这些小生命装上了“遥控器”。
第一根魔法棒:视觉欺骗
你有没有过这种体验?坐在静止的火车上,旁边的火车开动,你会瞬间感觉是自己在后退。果蝇也有类似的本能,叫做“视动反应”。
科学家们就利用了这一点。他们用投影仪在果蝇上方投射一个旋转的黑蓝条纹“风车”。
“风车”顺时针转,果蝇就乖乖向右拐。
“风车”逆时针转,它就听话地向左走。
这套方法的引导成功率,竟然高达94%!
是不是太“坏”了?这简直就是最高级的“PUA”啊,用简单的视觉幻术,就让果蝇心甘情愿地听从指令。
第二根魔法棒:基因编码
如果说第一种方法是心理战,那第二种就是深入骨髓的基因改造。
科学家们动用了一项诺奖级的黑科技——“光遗传学”(Optogenetics),简单说,就是用光来当开关,精准控制神经元。
他们改造了果蝇的基因,让它的嗅觉神经元能被光激活。
然后进行了一项神操作:用特殊颜料涂抹果蝇的触角——右边涂上“透红光、挡蓝光”的颜料,左边则相反。
当用红光照射时,果蝇会以为右边有“好吃的”,立刻向右转;用蓝光照,则向左转。
是不是更“坏”了?如果说前面还是“诱奸”的话,这下是真的“强奸”了,并且直接写进基因,一辈子死心塌地了。 通过进一步优化,这套方法的成功率也飙升至94%。
有了这两大“神器”,这些“果蝇机器人”立刻展现出了惊人的能力,简直就是开了挂:
变身“活体打印机”:文章开头提到的“HELLO WORLD”,就是它们最惊艳的杰作。科学家预设好字母的路径点,果蝇就在引导下一步步走完,平均17分钟就能“写”好。甚至可以指挥多只果蝇同时进行“多线程书写”。
成为“生物快递员”:别看它小,力气可不小。果蝇可以轻松背起和自己体重几乎相当(约1.1毫克)的货物,并反复运输。有些“劳模”果蝇甚至能负载0.9毫克的重物,累计行走长达500米!相当于让一个身高1.7米,体重65公斤的人,驮着近60公斤的重物,行走340公里。
当上“迷宫终结者”:在复杂的迷宫里,普通果蝇可能早就晕头转向,但被控制的果蝇却能心无旁骛地沿着预设路线走上数百圈,绝不迷路。
组成“无人机群”:科学家还能同时指挥6只果蝇,让它们排列成圆形、直线等不同队形,并利用光遗传学技术让它们“令行禁止”,瞬间定格!这不就是微型机器人集群梦寐以求的编队控制吗?
未来控制萤火虫,不是可以直接在夜空表演萤火秀了吗?
看到这里,你一定明白了。这绝不是一场无聊的恶作剧,而是为微型机器人领域打开了一扇全新的大门。
研究团队的终极目标,是为这些果蝇开发出可以随身携带的“电子背包”。这个背包将集成所有控制逻辑,让它们能够在没有外部实验室设备的情况下,在真实世界中执行任务。
未来地震废墟中,成千上万的“果蝇机器人”可以携带着微型传感器,深入人类和大型设备无法到达的缝隙,寻找生命迹象。
广袤的农田里,米粉可以精准地为作物授粉,或监测环境中有害化学物质的泄露。
一个由生物和技术深度融合的全新时代,可能已悄然拉开序幕。
下一次,当你看到一只苍蝇飞进你的房间,你可能得多留心了,谁知道它是不是带着微型摄像机,正在秘密地监视你呢?
参考文献:
Iwasaki, K., Neuhauser, C., Stokes, C., & Rayshubskiy, A. (2025). The fruit fly, Drosophila melanogaster, as a microrobotics platform. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(15), e2426180122.
来源:德文科学