摘要:根据《New Scientist》与《Ars Technica》报道,日本筑波大学(University of Tsukuba)研究团队发表在arXiv的最新论文中指出,他们成功将大型雄蝉改造为“昆虫音箱”,通过精准的电极刺激控制它们的发声肌肉,让蝉能产出指定
每到夏季,在亚洲与美洲部分地区,蝉鸣声总是成为户外最强烈的声音之一。如今,日本科学家更将这项自然现象推向科技奇想:让蝉演奏巴赫的《卡农》!
根据《New Scientist》与《Ars Technica》报道,日本筑波大学(University of Tsukuba)研究团队发表在arXiv的最新论文中指出,他们成功将大型雄蝉改造为“昆虫音箱”,通过精准的电极刺激控制它们的发声肌肉,让蝉能产出指定音高,进而演奏旋律。
这并非首次有学者研究“赛博昆虫(cyborg insect)”。早在1990年代,美国科学家就曾对蟑螂的触角植入微型电极,试图操控其行动方向,作为灾难现场的自动探测器。
2021年,新加坡南洋理工大学更将马达加斯加吠蟑进行改造,通过电流刺激其传感器官“尾角(cerci)”,成功控制蟑螂在模拟灾害场景中移动方向,操控成功率高达94%。
受此启发,筑波团队选择体型较大、构造较适合手术操作的黑褐歌蝉(Graptosaltria nigrofuscata)雄性作为实验对象。这类蝉发声器官“鼓膜(tymbal)”周围肌肉较少,有利电极专注刺激发声区域。
研究人员在七只蝉体内植入电极,连接至外部放大器与控制器。经过不同电压测试,他们成功让蝉依指令发出27.5Hz到261.6Hz的音阶,涵盖超过三个八度音域,最终甚至演奏出巴赫经典乐曲《卡农》旋律。
根据共同作者西田直人(Naoto Nishida)向《New Scientist》表示,这项实验并未伤害昆虫:“有些蝉会试图逃走,有些则一副“好吧,你要用我肚子就用吧”的反应。”
该团队指出,这项技术未来有望应用于灾难警报等紧急场景,利用大量分布的昆虫作为天然免提器,传递消息至人类难以即时触及的区域。由于蝉声音够大、频率集中,且昆虫体积小、成本低、分布广,具备成为“生物扬声器”的潜力。
这项研究也再次展现生物科技与人机集成的创新边界,从操控行为到声音表达,赛博昆虫的应用场景正在持续扩张中。
来源:科学言午