樂於「彎來彎去」的祕密：昆蟲大腦節奏如何啟發智慧機器人 ——從蟲子的「Z字形探索」到自適應移動大未來
1. 迷宮裡的小冒險家：昆蟲如何不迷路？ 想像你被放進一個充滿障礙的迷宮，眼前線索忽明忽暗，下一步該往哪裡？多數人會嘗試左右來回地「掃視」找線索。你知道嗎？許多昆蟲像螞蟻、蜜蜂、蠶蛾，其實也會用「彎來彎去」的方式探索世界！牠們大腦裡的「運動控制中樞」會根據線索強弱，自動切換直行或左右探索的動作模式。這種「主動找資訊」的行為讓昆蟲即使在視線模糊、氣味變淡時，也能找到回家的路——類似我們「左右張望」找出口。 圖 1｜以 LAL 為核心的昆蟲運動控制框架 (A) 當來自多種感覺模態（如視覺、氣味或觸覺）的訊號可靠時，左右兩側的 LAL（外側附加葉）會將訊號直接傳遞至運動中樞（橘色、棕色訊號），使昆蟲穩定朝目標前進。 (B) 當訊號不可靠時，中央模式產生器（CPG）會交替翻轉左右輸出神經元的活動（增加藍色及綠色訊號），產生週期性轉向的「搜尋行為」，以提高環境取樣率。 (C) 穩定輸入下的 Type I（橙色）輸出維持恆定活動，昆蟲直線前進。 (D) 不穩定輸入下，Type I 活動呈週期震盪，導致昆蟲以波浪狀路徑探索環境。 圖中箭頭表示神經連結類型：黑粗線為興奮性、灰線為抑制性、藍線與綠線分別代表協助切換的 Type III 與 Type II 神經。LAL：外側附加葉；VPC：腹側前腦。（原文 Fig. 1） 2. 節拍器大腦：昆蟲的「中央節奏產生器」 研究人員發現，昆蟲大腦有一塊「側副葉」(Lateral Accessory Lobe, LAL)，就像人體內建的節拍器。當環境線索明確時，大腦直接控制「向目標轉彎」；但當訊號變弱，這個區域就會主動產生節奏感，讓昆蟲左右擺動，彷彿自己切換「Z字形路徑」搜尋資訊。 這背後的祕密就是所謂的「中央節奏產生器」（Central Pattern Generator, CPG）。想像樂團指揮拍子，當樂手找不到旋律時，指揮會用節奏引導大家「即興演奏」——這正是昆蟲遇到「不確定訊號」時，大腦內部自動啟動探索模式的機制。 3. 電腦裡的「小昆蟲」：讓AI也會彎來彎去 這項研究團隊建構了一個模仿昆蟲大腦的「脈衝神經網路」（Spiking Neural Network, SNN）模型，並用模擬小機器人測試。當模型收到明確的目標訊號，會朝著目標直線前進；當訊號微弱時，會自動切換到「左右來回」的Z字路線，主動增加探索範圍。 他們發現：只要調整幾個核心...
