昆虫也有跑步机？还是装置了VR设备的高配版

而现在这个让我们意想不到的事，却真的实现了。近日，研究人员就正在研究昆虫是怎么在跑步机上运动的。

“昆虫跑步机”？

以往我们是通过观察昆虫在自然栖息地或实验室中，会对外界环境及其他生物的刺激做出什么反应，来研究昆虫的。这套传统的研究方法虽然足以研究一些问题，但是还有很大的局限性。因为那种方法限制了我们对昆虫的操控性，使我们很难研究它们在爬动和飞行时，是怎么进行导航的。

为此，研究人员提出了“昆虫跑步机”这个新奇的概念，用来解决难以操控昆虫的问题。一般来说，昆虫在对爬行和飞行进行导航时，会利用来自周围的视觉线索。因此，研究人员通过在跑步机周围投影图像或视频，来观察它们会对此作出何种反应。此外，研究人员还在跑步机上装置了VR设备，用来捕捉昆虫的实行动作。

微型昆虫跑步机由一个悬浮在气流上的轻质空心泡沫聚苯乙烯球、投放图像的屏幕以及两个光学传感器构成。实验时，用牙线或金属丝拴住蚂蚁、蜜蜂等昆虫，放置在球的顶部。在它们周围投影图像，观察它们的反应，并用两个光学传感器记录昆虫爬行或飞行的路径。

这种装置也可以在户外组装使用，利用VR技术和传感器捕捉昆虫的运动路径和影响导航的信息。然后将这些信息传输到计算机，让计算机形成模拟图像，方便研究人员进行观察。

VR技术和高速摄像头，解决昆虫“不自然”问题

像富达蚁等一些蚂蚁，可以在跑步机上表现出较为本真的行为，但是其他昆虫的表现则有些“不自然”。因为这个跑步机上的一些装置会在一定程度上干扰昆虫的行为，使他们无法表现出自然状态下的反应。

对于昆虫而言，它们需要通过某些感官反馈来触发运动行为，所以额外的干扰项会影响到它们的判断。例如，牙线和金属丝会限制蜜蜂等飞行昆虫的飞行运动感官，使它们无法从环境中获得有效的反馈信息。

不过，科技的进步使研究人员可以通过VR技术和高速摄像头，记录下自由飞行的昆虫的运动轨迹。首先，使用高速摄像机捕捉自由飞行的昆虫的3D位置，然后将实时位置传输到实时更新的计算机屏幕上，并利用VR技术形成一个模拟飞行的虚拟图像。

此外，跑步机装置无法研究拥有深度感知和三维视觉的昆虫（例如螳螂）。因为屏幕投射的是2D图像，螳螂无法从中得到判断导航的信息。幸运的是，纽卡斯尔大学的研究人员找到了一种巧妙的方式来解决这个问题，那就是——3D电影眼镜！

研究人员把我们平时使用的3D眼镜切成螳螂眼镜大小，然后蜂蜡把“迷你3D眼镜”贴在螳螂的眼睛上，螳螂就可以把看到的2D图像转化成3D效果了。此外，这种技术可以用于帮助机器人构建更简单的3D视觉系统。

并非个例，技术是研究科学的手段之一

科学家们正在通过观察电脑显示的，昆虫在跑步机上运动路径研究它们是如何判断运动方向、如何进行导航的。并记录下它们表现出不同的行为时，大脑不同部位的神经反应，为我们对生物机器人的研究提供帮助。

从某种角度来说，搭载了VR装置的跑步机展示了技术是如何促进科学的发展，而生物科学的发展又将启发相关技术的研发，技术和科学是相辅相成、互相促进的。相比人类，昆虫拥有更简单的神经和感觉系统，为它们建立模拟场景研究生物机器人会更为容易。

以“飞蛾机器人”这个创意为例。飞蛾使用化学物质（费洛蒙）进行交流，它在跑步机上会跟着气味前行。我们可以利用飞蛾朝着气味飞行的特性，让它驱动一个微型机器人。利用这个微型机器人，在人类无法到达的区域找到特定的气味源。

而研究蚂蚁在跑步机上的运动方式，可以为机器人和无人驾驶汽车的导航带来启发。此外，这种研究还有望应用在灾难管理的和外部导航上。也许在不久的未来，我们可以使用蚂蚁大小的机器人搜索瓦砾下的受灾群众。

因此，跑步机虽然只是一个简单的概念，但是其可能会为我们在生物学的研究上带来巨大的启发。

本文由robohub刊发，属VRPinea原创编译稿件，转载请洽：brand@vrpinea.com