微型機器昆蟲：未來農作物授粉的「小幫手」

全球人口爆增，糧食與農產品需求持續升高。然而對農作物生產十分重要的授粉者（如蜜蜂）數量卻急劇下降，雖然以微型機器幫助授粉很有創意，但要實現仍困難重重。最近麻省理工學院（MIT）開發性能大幅提升的機器昆蟲，飛行時間百倍於舊機型，是實現微型機械授粉的重要里程碑。論文發表於《科學機器人學》（Science Robotics）期刊。

估計約三成野生授粉昆蟲面臨滅絕危機。氣候變遷、棲地破壞、農藥濫用及病害傳播等，都是導致數量減少的原因。七成以上農作物都依賴昆蟲授粉，農業生產倍受威脅。為了應付挑戰，陸續有科學家積極探索以微型機器昆蟲擔任授粉者的可能性。

蜜蜂等有不凡飛行速度、靈活性與耐力，是研發機器昆蟲的重要靈感來源。早期機器昆蟲由四個雙翼單元組成，但翅膀會互相干擾，降低飛行效能。MIT 團隊簡化前代設計，每單元僅單翼，並讓翅膀朝外延伸，不僅減少氣流干擾，還釋出更多空間，使將來能安裝微型電池或感測器。新設計重量僅一個迴紋針，飛行力大幅提升，可空中懸停約 17 分鐘，並做出空翻等高難度動作。

團隊還改善傳動裝置，更平順運作，避免結構損傷及效率損失。機器昆蟲也因此能高速飛行時保持穩定。機器昆蟲的翅膀動力來自「人工肌肉」（artificial muscle），由彈性材料與奈米碳管電極組成。當電壓作用於奈米碳管電極時，彈性體會形變快速伸縮，推動翅膀振動。傳動結構設計減輕人工肌肉壓力並增強推動翅膀力量，飛行速度達同類機器昆蟲最快，實驗時甚至能精確飛出「MIT」字樣路徑。

麻省理工學院電機與計算機科學系（Department of Electrical Engineering and Computer Science）副教授 Kevin Chen 表示：「我們的飛行時間是同類機型百倍，非常令人鼓舞。」團隊將再提升機器昆蟲性能，延長飛行時間並提升精準度，能從花蕊中心起降為止。將來研究員會為機器昆蟲加裝微型電池和感測器，具自主飛行與導航力，實現機械授粉願景。

微型機器昆蟲是橫跨多學科的複雜工程，結合生物學、機械工程、奈米技術與人工智慧等知識。未來人們或能見證微型機器昆蟲在農田忙碌穿梭的景象，但對自然授粉者的保育仍不可放棄，只有人類尊重自然法則，才是地球永續發展的保證。