对机器人专家来说，没有比第一次看到自己研制的作品终于成功更让人欣慰的时刻了。一年前当研制的第一只人工苍蝇展翅飞翔时，我体会到了那种自豪感。

这一切源于把骨架细小的翼式机器人（比指尖大不了多少） 
固定在两条绷紧的钢丝之间，那样子很像小型航天器矗立在发射台上。接下来，给小机器人接通外部电源。15毫米长的碳纤维翅膀就马上开始以每秒120次的速度来回拍动，从振翅和转向这些动作来看，就像是真的昆虫翅膀。机器苍蝇可从钢丝铺好的轨道直接向上飞。这是昆虫大小的机器人的首次飞行。

这项试验为加州大学伯克利分校的电气工程学教授Ronald S. Fearing所在实验室开始的近十年研究工作划上了圆满句号。他当时担任我的顾问，后来研究工作移到了我在哈佛大学的实验室。我们希望，这个小小的飞行机器人会开创实用小型机器人大行其道的新时代。

特殊使命

我和我在哈佛大学微型机器人实验室的同事正在研制这种类似昆虫的机器人，它们用来执行救援及侦察任务。一旦能为它们装上机载传感器、飞行控制器和电池，就能摆脱实验台的束缚，灵活绕开障碍物，飞到人类无法企及的地方。

比方说，建筑物遇到严重地震倒塌时，救援人员必须穿过堆满碎石的走廊、吸着充满有毒颗粒的气体，竭力搜寻幸存者。他们只能靠自己这么做，因为只要碰到稍稍凌乱的场面，再先进的救援机器人也会站不稳，常常派不上用场。

我们设想了一种大不相同的方法: 急救人员把成千上万个回形针大小的飞行机器人派遣到整个灾区。这种小机器会探测生命迹象，可能会通过嗅闻幸存者呼出的二氧化碳，或者探测他们的体温。虽然有些机器人可能会撞到窗户上，或者飞入死角而动弹不得，但另一些会穿过裂缝和倒塌的横梁。大批机器人当中也许只有三个飞到幸存者身边，然后停下来，用剩余能源把找到幸存者的信号发给救援人员。它们可能使用机载无线射频发射机来发送短促的低带宽信号，灾区周围安装的接收机就能接收到信号。就算99%的机器人都找不到了，搜救任务仍是成功的。

技术难关

不过，设计机器昆虫比仅仅缩小飞机模型的尺寸复杂，这是因为在这么小的昆虫身上，控制飞行的空气动力特性完全不同。1999年第一次对昆虫在不同气流模式下飞行的空气动力特性有了基本认识，当时在加州大学伯克利分校，现在加州理工学院的生物学家Michael Dickinson制作出了一只25厘米长的仿苍蝇翅膀。把这只翅膀浸在一瓶矿物油中，模拟这么小尺寸下的空气粘度。结果发现，昆虫使用三种不同的翅膀运动来形成及控制形成升力所需的气涡。

我和Fearing实验室的其他人利用Dickinson模型的结果，着手模仿昆虫那令人难以置信的翅膀运动。主要的挑战在于，昆虫的飞行牵涉许多系统，包括特别适应感知运动的眼睛，以及促使翅膀生成不稳定的空气动力的强劲肌肉。大多数昆虫通过调整振翅幅度、仰角和胸部内细小肌肉的振翅倾斜度来控制翅膀。苍蝇甚至还有平衡棒这种特殊的感觉器官，可以在飞行时感知身体转动。这些特点是苍蝇拥有盘旋、倒立飞行及落在墙壁和天花板上这些超凡本领的关键。

研制移动机器人的主要动机在于，它们能到达人类无法企及的地方，比如战场上的暴露位置。现在，主要是军方在使用这种机器人，每个造价约为10万美元，价格昂贵。为了让机器人应用于执法及紧急救援服务领域，就需要采用一种全新的方法。我们非常注重材料的选择: 材料最终要便宜，还要相当容易使用。因为我们设想替换一个机器人的成本不超过10美元，所以耐用性不太重要。