果蠅也能作為微型機器人使用？
隨著科技的進步，微型機器人逐漸成為科學與技術應用中的焦點。這些微小的裝置可以在醫療、環境監測和農業等領域發揮關鍵作用，尤其是在狹小空間中進行操作或搜集資料。然而，傳統的機器人設計往往面臨能量消耗高、製造複雜等挑戰。為了解決這些問題，科學家們開始將目光轉向自然界的微小生物，果蠅就是一個發展性高的選擇。
果蠅（Drosophila melanogaster）在生物學研究中具有悠久的歷史，已被廣泛應用於遺傳學和神經科學等領域。由於其繁殖快、成本低且易於編輯基因，果蠅成為研究行為、神經迴路和基因調控的重要工具。近年來，科學家們已能精確操控果蠅的大腦神經元，使用光遺傳學技術刺激特定的神經元群體，從而控制果蠅的特定行為。這些技術使得果蠅不僅是一個生物學模型，更成為研究微型機器人行為控制的一個理想平台。
科學家們利用果蠅對外界刺激的自然反應，開發出兩種控制方法。視覺刺激主要依賴於果蠅的「視動反射（optokinetic reflex）」，當它們看到移動的圖案（如旋轉的光影）時，會調整行走方向以保持穩定。這使得研究人員能夠精確引導果蠅在兩個點之間來回行走，甚至畫出特定的圖案。另一方面，嗅覺控制則依靠光遺傳學技術，通過特定波長的光刺激果蠅的嗅覺神經元，使其在行走時向特定一側轉向。這兩項技術展示了控制果蠅行為的可能性，附圖為實驗人員利用視覺（圖c）及嗅覺（圖d）引導果蠅走出特定路徑。
這項技術在未來的應用範圍廣泛，從環境監測到災難救援，果蠅這一微型機器人平台有著巨大的潛力。在災後搜救中，它們可以穿過人類無法進入的狹窄空間，搜索倖存者；在環境監測中，它們可以精確檢測空氣品質或協助同作物授粉。通過進一步的技術開發，果蠅微型機器人有望為這些領域提供創新解決方案。
撰文：廖晨絜
Reference:
Iwasaki, Kenichi, et al. "The fruit fly, Drosophila melanogaster, as a micro-robotics platform." bioRxiv (2024): 2024-05.
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