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日產(chǎn)汽車公司通過觀察蜜蜂和魚群的活動開發(fā)出了自動駕駛汽車。東京大學(xué)以應(yīng)用于機器人為目標，再現(xiàn)了昆蟲的大腦。人類能多大程度探明生物的神秘性，并應(yīng)用于日常生活中呢？

大腦中有一小片負責(zé)某種重要原始功能的區(qū)域，即“回避危險”的部分。不僅是人類，爬蟲類、昆蟲、魚、鳥等多種生物的大腦中都有這個區(qū)域。

地球上的生命大約起源于40億年前。在這期間，人類不斷進化并傳承了許多生物的功能。探索這種功能并靈活應(yīng)用，這是目前許多技術(shù)人員在做的事情。

通過靈敏的動作避免事故

“我們研究的是蜜蜂和魚群”，在日產(chǎn)負責(zé)先進技術(shù)研究的專家型領(lǐng)導(dǎo)二見徹這樣說道。2013年9月，該公司在美國加利福尼亞州公開了兩輛自動駕駛汽車。在演示行駛中，當路上突然出現(xiàn)人時，汽車會自動打方向盤，通過靈敏的動作平安避開。

自動駕駛汽車的開發(fā)歷史要追溯到2008年公開的機器人車“BR23C”，該車利用了蜜蜂的飛行分析結(jié)果，這是日產(chǎn)與東京大學(xué)尖端科學(xué)技術(shù)研究中心的共同研究成果。

蜜蜂在飛來飛去的過程中為何不會碰撞呢？這是因為蜜蜂具備一種躲避風(fēng)險的能力，可以用左右的復(fù)眼檢測周圍的情況，針對闖進自己“領(lǐng)地”的天敵和障礙物，瞬間轉(zhuǎn)換方向。

BR23C自動駕駛車用稱為激光測距儀的傳感器實現(xiàn)了掌握周圍情況的復(fù)眼功能。通過檢測投射激光的反射光，根據(jù)時間差測量到障礙物的距離。可以根據(jù)情況加速、減速或旋轉(zhuǎn)，從而避免碰撞。

蜜蜂通過瞬間組合各種動作來躲避障礙物和天敵。二見表示：“我們把這種躲避動作數(shù)字化，使障礙物從不同方向接近時，汽車的躲避行為規(guī)則化�！备鶕�(jù)這個規(guī)則及時切換車輪的角度，由此實現(xiàn)了瞬間躲避。

在BR23C之后，日產(chǎn)又參考了魚群的行為。

在魚群中，即使魚和魚之間的距離非常近也可以暢通無阻地游動。如果汽車也能實現(xiàn)同樣的行動，應(yīng)該可以構(gòu)筑不易擁堵的高效率交通系統(tǒng)。

能讓魚在魚群中與其他的魚保持適當距離，從而避免碰撞的是“側(cè)線”。正如其名稱一樣，側(cè)線是位于魚體側(cè)面魚鱗下方的感覺器官，用來在水中感知水壓和水流的變化。根據(jù)水流的亂流檢測出障礙物和碰撞危險，從而能夠一直與旁邊的魚保持適當?shù)木嚯x。

日產(chǎn)2009年公開的機器人車“EPORO”用BR23C同樣采用的激光測距儀發(fā)揮了側(cè)線的作用。利用激光測距儀隨時測量與附近車輛的距離，加以適當?shù)乜刂�。通過用無線通信功能使多輛汽車聯(lián)動，在車流中可暢通無阻地自動行駛。

集成了這些技術(shù)的成果就是前面提到的自動駕駛汽車。日產(chǎn)宣布將在2020年之前開發(fā)出多種自動駕駛汽車。

用計算機再現(xiàn)大腦

模仿生物功能的不僅限于汽車領(lǐng)域。生物的功能還蘊藏著使機器人和人工智能實現(xiàn)飛躍發(fā)展的可能性。

用世界最高水平的超級計算機“京”再現(xiàn)昆蟲的大腦——這是東京大學(xué)教授神崎亮平負責(zé)的項目。

昆蟲的大腦只有幾毫米大。也許有人認為再現(xiàn)這么小的東西毫無用處，其實不然。昆蟲大腦的基本機制與人類相同，由稱為神經(jīng)元的神經(jīng)細胞構(gòu)成，其形狀和作用與人類相同。雖然人類大腦中的細胞數(shù)量為1000億，而昆蟲只有區(qū)區(qū)10萬，但其能力卻是“非同尋常”。

昆蟲通過復(fù)眼和觸覺等感測到外部刺激后做出反應(yīng)的時間為0.01秒，是人類的十分之一。人輕易捕捉不到昆蟲是因為，在昆蟲看來，人類的動作就像慢動作一樣。

昆蟲的嗅覺也十分靈敏。在《法布爾昆蟲記》中，法國著名生物學(xué)家讓·亨利·法布爾描述了這樣一段場景：雄蛾為尋找雌蛾，循著雌蛾留下的氣味可從幾公里的遠處飛過來。

雄蠶蛾平時是不會飛的。但一旦嗅到雌蠶蛾發(fā)出的費洛蒙味道就會立即行動，準確到達雌蠶蛾身邊。

雄蠶蛾對雌蠶蛾發(fā)出的微弱的費洛蒙也會做出反應(yīng)。神崎教授通過改變蠶蛾嗅覺受體細胞的基因，使之對其他特定氣味做出反應(yīng)并發(fā)光。作為高精度氣味傳感器，其實用化備受期待。

神崎教授指出，“以往的仿生學(xué)是人類通過對自然的觀察來模仿所掌握的模式和形狀。”但如果能在計算機上再現(xiàn)昆蟲的大腦，則可以了解昆蟲的大腦對于刺激會作何反應(yīng)，從而探明其機制。