拍不到蒼蠅？科學(xué)家新思路：讓它們玩VR……

隨著5G時代的到來，前些年開始爆火的虛擬現(xiàn)實（VR）又一次進入了人們的視野，這一技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)雖然仍處在萌芽階段，但它的生命力已經(jīng)開始在各行各業(yè)呈現(xiàn)。不光是用于人，甚至面向動物的VR都在開發(fā)之中。你一定會非常好奇，動物VR能用來做什么呢？看完文章你就會明白，動物VR完全可能成為進行動物學(xué)研究的利器。

昆蟲的飛翔能力徹底地征服了全球絕大部分的天空。一直以來，人類都對昆蟲大腦控制它們進行飛行的機制感到好奇，無數(shù)的謎團始終沒有徹底揭開。例如，昆蟲是如何導(dǎo)航的？它們的視覺發(fā)達到了怎樣的程度？它們僅僅依賴視覺能否分清食物和威脅？氣流和氣味會不會影響昆蟲的運動傾向？

最近，印度科學(xué)家在實驗室中為昆蟲搭建了一套豪華VR “娛樂”系統(tǒng)，它們只要扇動翅膀就能在其中暢游。這個虛擬的世界中，有它們最愛的食物，也有好聞的香味和可以借力的氣流，它們可以在顯示屏前一刻不停地飛上幾個小時。聽起來有點玄乎，不過問題來了，大費周章地興建這么一套昆蟲VR系統(tǒng)，到底有沒有十足的必要性？我們又能從中獲取什么有意義的信息呢？

這套系統(tǒng)的用戶一蘋果實蠅是一種對食譜極為挑剔的物種，它們只對一種食物有興趣，那就是（蘋果樹上的）蘋果。蘋果實蠅的一生都圍繞著蘋果度過，它們棲息在果園中，在蘋果上吃喝拉撒、交配產(chǎn)卵。除了異性，蘋果是這個世界上對它們而言唯一有意義的事物。這種從進化角度而言非常不思進取的偏食行為簡直能把達爾文氣得活過來。不過，對于昆蟲行為研究來說，它們卻是珍貴的模式動物。

我們常說的“沒頭蒼蠅亂撞”，講的就是昆蟲飛行路線以及目的的不可預(yù)測性。要想對其進行研究，就得有足夠簡單的模型。VR系統(tǒng)和蘋果實蠅提供的正是足夠簡化的研究平臺和研究對象，簡直是天作之合。

虛擬現(xiàn)實娛樂系統(tǒng) （圖片來源視覺中國）

在實驗過程中，蘋果實蠅被固定在儀器正中的位置，它們的行動雖然會受到一定程度的約束，但是絕非被細(xì)針刺穿這么殘忍，而是通過膠水將一根很長的細(xì)針固定在它們的胸部外骨骼上，位置類似于人體的兩塊肩胛骨中間。這么做的道理非常簡單，首先，即便研究對象是昆蟲也很可能招來虐待動物的非議，因此研究人員盡量采用不傷害蘋果實蠅的方式來實施研究；其次，對研究對象的身體施加的約束越大，就越容易引發(fā)它們的不適，也會讓研究條件更加偏離理想的情況。

這套系統(tǒng)花了5年時間才搭建完成，如果是以人類開發(fā)VR游戲作為參照，這家游戲公司恐怕早就破產(chǎn)了。而之所以下了這么大功夫，主要是由于昆蟲VR有別于人類VR的諸多特點，讓研究人員不得不進行充分的調(diào)研和改進。

最終，在人類和昆蟲的共同努力下，這套昆蟲VR實驗系統(tǒng)終于正式上線了。在它的顯示屏中有自然界果園中擁有的一切要素，藍天、白云、綠草、蘋果樹，蘋果實蠅看到它們就按捺不住飛翔的欲望。一旦它們開始振翅，畫面也會進行相應(yīng)的更新，甚至還能在一定角度內(nèi)對應(yīng)蘋果實蠅的轉(zhuǎn)向。此外，除了顯示模塊，這一系統(tǒng)還配備了施加氣流和氣味的多向?qū)Ч堋?/p>

昆蟲VR系統(tǒng)給我們帶來了哪些成果？研究人員發(fā)現(xiàn)，如果屏幕上壓根兒沒有蘋果樹，蘋果實蠅也就沒有什么特別的飛行傾向。不過，一旦出現(xiàn)蘋果樹，它們馬上就會向其進發(fā)并試圖在樹上著陸。這說明蘋果實蠅能夠辨認(rèn)VR系統(tǒng)中出現(xiàn)的三維實體。值得一提的是，埃及伊蚊、大蚊以及尾蛆蠅都能從這套VR系統(tǒng)中把特定的實體從背景中分辨出來。

如果壓根兒沒有視覺信號，比如保持背景圖像不變，蘋果實蠅又會根據(jù)什么信號來實現(xiàn)導(dǎo)航呢？答案是氣流和氣味。在沒有有效的視覺和氣味信息時，蘋果實蠅會通過觸角和分布在全身的絨毛來感受氣流流向，從而選擇合理的飛行路線，順勢而為，減少能量損失。一旦有氣味信號的介入，蘋果實蠅則會立即向氣味傳來的方向移動。這一實驗首次證實了昆蟲在失去視覺的情況下仍然能通過其他途徑進行導(dǎo)航。

研究昆蟲的飛行和導(dǎo)航行為在現(xiàn)實生活中有著相當(dāng)大的實踐意義，相關(guān)成果在害蟲防治、農(nóng)作物授粉以及蟲媒病預(yù)防等方面都能夠發(fā)揮作用。也許在未來，我們能夠發(fā)明讓蒼蠅主動舍生赴死的蒼蠅拍，打蒼蠅也不再是需要屏氣凝神的高難度作業(yè)了。

什么是虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實（virtualreality,縮寫為VR ）,也稱虛擬環(huán)境，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界。通過對用戶視覺等感官的模擬，可以即時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物，讓用戶有身歷其境的感覺。用戶進行位置移動時，電腦可以立即進行復(fù)雜的運算，將精確的三維世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。該技術(shù)集成了電腦圖形、電腦仿真、人工智能、感應(yīng)、顯示及網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由電腦技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。