而 他 的 團隊 證明 ， 人工 翅膀 不必 太 複雜 ， 只要 基部 有 兩 條 控制 用 的 「 肌肉 」 ， 就 能 像 實物 一般 ， 以 相當 可靠 的 方式 彎曲 。 茨畢考斯基 為 他 的 翼部 系統 做 了 個 測試 模型 ， 以 巧妙 的 連結 機構 產生 8 字形 的 振翅 飛行 模式 （ 圖 7.6 ） 。 昆蟲 的 第三 種 法門 ： 大量 的 偵測 感知 系統 對 費林 和 茨畢考斯基 兩 人 而言 ， 屈翅 系統 雖然 複雜 ， 但 似乎 還 算是 可以 掌握 的 問題 。 大 問題 則 出 在 控制 方式 。 微型 飛行 載具 為 自動 操控 機器人 ， 意謂 它 必須 能 感應 環境 ， 並 對 屈翅器 發出 適當 的 控制 訊號 。 就 這 方面 來 說 ， 我們 對 昆蟲 的 能力 所 知 愈 多 ， 牠們 就 愈 令 人 印象深刻 。 蒼蠅 的 感知 系統 極為 發達 ， 蒼蠅 的 頭部 在 電子 顯微鏡 下 看起來 ， 猶如 一 件 精雕細琢 的 人工 製品 （ 圖 7.7 ） 。 牠們 大大 的 複眼 含有 少 則 數百 、 多 則 數千 個 獨立 的 眼 ， 各自 盯住 視野 中 的 一 小 部分 。 這些 眼睛 環視 將近 三百六十 度 ， 而且 還 有 額外 的 幫手 ， 即 蒼蠅 頭頂 有 三 個 對 光 敏感 的 細胞 ， 都 是 單眼 （ ocelli ） ， 持續 提供 上 、 下 方向感 ， 因此 蒼蠅 在 天旋地轉 的 三百六十 度 迷魂陣 裡 也 不會 迷路 。 此外 ， 蒼蠅 還 有 觸鬚 ， 而且 渾身 都 是 對 氣流 敏感 的 細毛 。 蒼蠅 最 妙 的 控制 機構 大概 非 平衡棍 （ halteres ） 莫 屬 。 如果 是 較 大型 、 較 高等 的 蒼蠅 （ 像是 我們 平常 最 熟悉 的 蒼蠅 ） ， 這些 平衡棍 是 由 後翅 發展 而 成 ， 充當 蒼蠅 的 陀螺儀 3 。 對 一 個 每 秒 拍翅 一百五十 下 的 不 穩定 飛行 平台 而言 ， 如何 保持 直立 是 個 重要 的 課題 。 平衡 棍類 似 鐘擺 ， 與 翅膀 做 不 同步 的 擺動 ， 不斷 為 蒼蠅 提供 三維 運動 的 參考點 。 至於 人造 的 「 蒼蠅 」 ， 平衡棍 可以 用 小型 陀螺儀 來 模擬 ， 並用 光電池 扮演 單眼 的 角色 。 蒼蠅 的 複眼 包含 了 幾百 個 單元 ， 在 運動 期間 ， 每 個 單元 都 會 感受到 知覺 有 方向性 的 流動 ， 科學家 稱 之 為 光流 （ optic flow ） 。 神經 系統 與 腦 需要 分析 這些 資料 ， 以 推導出 蒼蠅 相對於 周 遭 環境 的 位置 與 運動 的 方向 。 蒼蠅 有 能力 處理 龐大 的 資料量 ； 對 人類 來 說 ， 每 秒 十七 到 十八 張 圖像 就 能 產生 連續 動態感 ， 而 蒼蠅 則 需要 每 秒 一百五十 到 二百 張 ， 以 符合 牠們 拍翅 的 速度 。 因此 你 就 知道 蒼蠅 為何 那麼 難 抓 啦 ， 牠們 接收 感覺 與 行動 的 境界 遠遠 超過 我們 。 事實 上 ， 這 種 「 動態 偵測 」 的 基本 理論 早 在 一九五○年代 即已 成形 ， 也 有 人 用 電腦 進行 模擬 ， 看看 蒼蠅 偏離 筆直 路線 時 ， 如何 運用 光流 來 修正 方向 。 就 蒼蠅 的 全 套 本領 來 說 ， 這 是 其中 一 個 重要 的 部分 ； 至於 其他 諸如 降落 等 能力 ， 又 更為 複雜 了 。 茨畢考斯基 解釋 ， 昆蟲 與 飛機 之間 的 差異 主要 在於 飛機 只有 寥寥 幾 個 感應器 ， 昆蟲 卻 有 好幾百 個 。 其實 ， 昆蟲 飛行 時 的 中央 控制 系統 相當 簡陋 （ 運算 能力 比 烤 麵包機 還 差勁 ， 指 的 就是 這 個 ） ， 因此 必須 仰賴 這 一 大 堆 感應器 與 執行 機構 之間 的 局部 回饋 迴路 。 現代 飛行器 如 歐洲 戰鬥機 ， 只 依靠 約 二十 種 不同 的 量測值 輸入 其 控制 系統 內 ； 相較 之下 ， 蒼蠅 則 有 八萬 種 。 如果 你 擁有 二十 種 量測 項目 ， 則 只 有 二十 個 不同 的 獨立 回饋 迴路 ， 於是 飛機 上 的 電腦 還 必須 解 一些 複雜 的 方程式 ； 但是 昆蟲 有 這麼多 回饋 迴路 ， 就 不 需要 解 那些 方程式 了 。 茨畢考斯基 強調 ， 你 若 能 測量出 所有 數據 ， 就 不 需要 做 那麼多 運算 ， 昆蟲 似乎 就 是 如此 。 這 有點 像是 我們 投球 時 ， 不必 像 數位式 的 電腦 那樣 解 方程式 ， 只要 注視 著想 投中 的 地方 ， 剩下 的 就 交給 神經 和 肌肉 之間 的 回饋 系統 ， 依據 過去 的 經驗 執行 動作 。 茨畢考斯基 相信 ， 這 種 依靠 眾多 感應器 的 回饋 控制 系統 ， 便是 微型 飛行 載具 的 操控 關鍵 。 微型 飛行 載具 的 未來 遠景 所以 ， 若要 所有 組件 都 萬事 俱備 ， 並 把 微型 飛行 載具 送上天 ， 憑 它 自己 的 能力 耍 幾 招 特技 飛行 ， 還要 花 多久 時間 才 能 辦到 呢 ？ 4 茨畢考斯基 說 ： 「 五 年 內 ， 我們 會 做出 一 具 可行 的 機械 振翅 裝置 ， 也 就 是 有 機會 飛起來 的 參考 平台 。 」 費林 製作 的 機械 裝置 則 已 在 風洞 裡 靜態 運作 ， 接上 一 隻 類似 電唱機 唱針 般 的 手臂 就 能 產生 動作 。 但 就 像 費林 說 的 ： 「 你 可以 自己 做 一 個 微型 飛行 載具 。 只要 花 十 美元 ， 就 能 買到 一 具 以 橡皮筋 為 動力 的 拍翅 玩具 。 」 不過 橡皮筋 只 能 撐 個 幾 秒鐘 ， 而 費林 他們 要 玩 的 則 是 實際 的 東西 。 費林 相信 這 一 天 已經 不遠 ： 「 我們 開始 發現 ， 機器人 可以 比 昆蟲 還 聰明 。 以前 在 一九八○年代 ， 昆蟲 的 本領 顯然 比 機器人 高超 ； 我 期許 在 未來 十 年 間 ， 我們 會 看到 機器人 比 昆蟲 還 厲害 。 」 因為 受限於 電池 的 電力 ， 微型 機械 飛行 昆蟲 目前 的 目標 是 可以 飛 五 分鐘 。 不過 費林 指出 ： 「 五 分鐘 等於 三百 秒 ， 每 秒 飛 三 公尺 就 有 將近 一 公里 遠 了 。 在 一 棟 建築物 裡 ， 或 在 市區 環境 中 ， 一旦 飛 那麼 遠 ， 就 會 超出 無線電 的 控制 範圍 。 如果 大樓 失火 ， 而 你 又 沒辦法 在 五 分鐘 內 找出 受困 者 ， 這 具 機械 蒼蠅 就 沒 什麼 大用 了 。 像 這 種 場合 ， 就算 持續 飛行 一 小時 ， 功效 也 沒有 提升 太多 。 如果 任務 的 時間 較 長 ， 那麼 讓 總時數 的 百分之九十五 停歇 、 百分之五 飛行 ， 這樣 交替 進行 會 是 持久 的 良策 。 停歇 並 不會 讓 電池 消耗 太多 電力 。 」 在 克萊頓 的 《 奈米 獵殺 》 裡 ， 撲天 蓋地 而 來 的 奈米 機器人 解放 了 我們 的 想像力 ， 而 最 接近 那些 機器人 的