全球人口暴增，粮食与农产品需求持续升高。然而对农作物生产十分重要的授粉者（如蜜蜂）数量却急剧下降，虽然以微型机器帮助授粉很有创意，但要实现仍困难重重。最近麻省理工学院（MIT）开发性能大幅提升的机器昆虫，飞行时间百倍于旧机型，是实现微型机械授粉的重要里程碑。论文发表在《科学机器人学》（Science Robotics）期刊。
估计约三成野生授粉昆虫面临灭绝危机。气候变迁、栖地破坏、农药滥用及病害传播等，都是导致数量减少的原因。七成以上农作物都依赖昆虫授粉，农业生产备受威胁。为了应对挑战，陆续有科学家积极探索以微型机器昆虫担任授粉者的可能性。
蜜蜂等有不凡飞行速度、灵活性与耐力，是研发机器昆虫的重要灵感来源。早期机器昆虫由四个双翼单元组成，但翅膀会互相干扰，降低飞行性能。MIT团队简化前代设计，每单元仅单翼，并让翅膀朝外延伸，不仅减少气流干扰，还发布更多空间，使将来能安装微型电池或传感器。新设计重量仅一个回纹针，飞行力大幅提升，可空中悬停约17分钟 ，并做出空翻等高难度动作。
团队还改善传动设备，更平顺运行，避免结构损伤及效率损失。机器昆虫也因此能高速飞行时保持稳定。机器昆虫的翅膀动力来自“人工肌肉”（artificial muscle），由弹性材料与纳米碳管电极组成。当电压作用于纳米碳管电极时，弹性体会形变快速伸缩，推动翅膀振动。传动结构设计减轻人工肌肉压力并增强推动翅膀力量，飞行速度达同类机器昆虫最快，实验时甚至能精确飞出“MIT”字样路径。
麻省理工学院电机与计算机科学系（Department of Electrical Engineering and Computer Science）副教授Kevin Chen表示：“我们的飞行时间是同类机型百倍，非常令人鼓舞。”团队将再提升机器昆虫性能，延长飞行时间并提升精准度，能从花蕊中心起降为止。将来研究员会为机器昆虫加装微型电池和传感器，具自主飞行与导航力，实现机械授粉愿景。
微型机器昆虫是横跨多学科的复杂工程，结合生物学、机械工程、纳米技术与人工智能等知识。未来人们或能见证微型机器昆虫在农田忙碌穿梭的景象，但对自然授粉者的保育仍不可放弃，只有人类尊重自然法则，才是地球可持续发展的保证。
（图片来源：MIT News）
