- 模擬螞蟻的無我精神，無人機能快速移動且分工合作
自從昆蟲學出現以來，科學家們一直爭論著”High Hopes”，如同 Jimmy Van Heusen 和 Sammy Cahn 在 1995 年為電影《A Hole in the Head》寫的那首歌一樣，即使不可能也抱持著希望。
這個理論激發了 Vijay Kumar，賓州大學機械系和應用機械的教授。他和實驗室裡的其他研究員一同開發了「swarms(成群的昆蟲)」，一種用於演唱會的無人機 (UAVs)。這個機器每秒鐘都會做上百個計算，計算彼此的相對位置，彼此分工合作，即使在擁擠的環境中快速移動也不會撞到對方。
Kumar 就是利用了 Pratt 實驗室的核心概念，讓無人機模擬螞蟻，在沒有中控中心的情況下，彼此溝通、合作，提升自動化程度。
- Swarms 應用包山包海，監測自然環境不再困難重重
這個技術一公開就受到了各個產業的注意，包括軍事、礦業、農業等等，都迫不及待地要把這個技術應用在自身產業中。尤其是環保人士跟科學家，swarms 可以讓勘測、監視自然環境變得更容易。
Serge Wich，是英國利物浦約翰摩爾斯大學靈長類生物教授，同時也是 Conservation Drones 的共同創辦人，他表示無人機可以大幅提升研究效率。他的研究需要監視猩猩，不過卻非常耗時，且需要大量人力投入，未來只要把攝影機安裝在無人機上面，他就不用找人翻山越嶺去觀察猩猩了。
不僅是地理觀察，這個技術還可以應用在一些難易到達的環境。「如果你要監視野外的盜獵跟盜採，你需要長時間且持續性的觀察。」Wich 指出，雖然一台無人機只有一到兩小時的續航力，但是一群無人機便可以打破這個限制。如果某一台無人機沒電了 (他們利用時間計算器來控制彼此的電量在不同的水平)，可在電量耗盡之前飛回營本部，這時會有另一台無人機去頂替他的位置。另一方面來說，一台無人機可能搭載攝影機和 GPS，而其他台可能搭載二氧化碳、光源、溫度、濕度的感應器。「我想這將會非常有潛力」Wich 說。
不過現實卻沒有想像中這麼樂觀，目前還有許多法規限制了無人機的使用。無人機真正會出現的地方只有實驗室而已，並不是科學家希望的偏遠山林。另外一個原因就是太貴了，操控一整隊昆蟲大軍可不像是下載 App 那般容易。而且，外面的環境也不如實驗室宜人，在實驗室中，不管是空間或是時間的變因都相對單純許多，而戶外 GPS 定位技術也尚未成熟。
- 這是觀察大自然，而絕對不是仿生科技！
「Swarms 使用了不同的網路協議和電源供應方式。我們透過觀察昆蟲的行為，發展出一套更快更複雜的模式，而且是完全自動化的，但是請不要說這是仿生科技。」Kumar 強調。
「萊特兄弟第一次打造飛機時，他們是以鳥類拍打翅膀的概念去發想，不過卻失敗了。經過修改才完成大家熟知的滑翔機，他們也是觀察大自然，但不是模仿。」
我們發現當螞蟻會召集其他螞蟻來協助完成任務，透過演算法，我們讓無人機也有這種機制。又或者，我們透過螞蟻搬運食物的手法，讓無人機在觀察到木塊時，也能分工合作來搬運木塊。
「某些種類的螞蟻非常善於合作搬運。」Pratt 說，「他們在發現目標後，後召集足量的同伴來搬運，並穿越每個艱難的地形。真正困擾我們的是：他們到底是依照什麼規則在運作？」
為了找尋這個答案，Pratt 設計了一套實驗。他們將一個物體嵌入壓力感應器，並在表面塗上無花果醬，放在螞蟻面前，並記錄下每隻螞蟻的施力方向─拉或推。他們發現，螞蟻只是單純靠實驗來決定誰要做哪個工作。Pratt 說「想像你跟我要一起搬動這張桌子，而且你的雙眼被矇住了。我們要如何得知誰要出力？螞蟻就在這一推一拉的過程中，慢慢調整彼此的力道，達到最佳平衡。」
到目前為止，Kumar 已經知道陸地上的機器要怎麼合作來完成目標，但要怎麼應用到飛行機器上呢？
為了優化無人機的飛行技術，Michel Maharbiz，柏克萊大學電機和資工系副教授，長期研究甲蟲飛行行為。他在甲蟲的背上裝上為控制器、電池和無線電，讓他可以小幅度的控制甲蟲的飛行，並記錄這些反應。
「要觀察昆蟲的飛行行為非常的困難，一旦他們脫離隊伍，那一切就沒有意義了。」Maharbiz 解釋，「過去人們研究過一些大型動物，或是用在有限的空間內收集昆蟲的資料，但是沒有人觀察過那些真正自由飛行的昆蟲。」正當工程師們埋首於研究昆蟲來優化機器人，Maharbiz 其實也在期待著 swarms 的出現，事實上他現在就在利用無人機中某些已完成的部分來做實驗。
- 飛行器製造成本下降，無人機的時代指日可待
首先，記憶體和感應器的信價比都正快速的下跌，這代表著 swarms 的製造成本也會隨之下降。他驕傲地說，「我實驗室裡的學生不用兩小時就可以完成一架飛行機了。」除此之外，無人機所需要的通訊網路現在也越來越穩健。
「隨著科技的進步，我們的夢想也越來越近了」，Kumar 補充，無人機在環境監測的潛力會影響法律的制定，「科學成過在過去常受人質疑，因為我們沒有足量的資料來證明，但在未來，無人機將會扮演著蒐集資料的角色。」
（資料來源：《The Atlantic》；圖片來源：Sam Beebe，CC licensed）