随着5G时代的到来，前些年开始爆火的虚拟现实（VR）又一次进入了人们的视野，这一技术的相关产业虽然仍处在萌芽阶段，但它的生命力已经开始在各行各业呈现。不光是用于人，甚至面向动物的VR都在开发之中。你一定会非常好奇，动物VR能用来做什么呢？看完文章你就会明白，动物VR完全可能成为进行动物学研究的利器。

昆虫的飞翔能力彻底地征服了全球绝大部分的天空。一直以来，人类都对昆虫大脑控制它们进行飞行的机制感到好奇，无数的谜团始终没有彻底揭开。例如，昆虫是如何导航的？它们的视觉发达到了怎样的程度？它们仅仅依赖视觉能否分清食物和威胁？气流和气味会不会影响昆虫的运动倾向？

最近，印度科学家在实验室中为昆虫搭建了一套豪华VR “娱乐”系统，它们只要扇动翅膀就能在其中畅游。这个虚拟的世界中，有它们最爱的食物，也有好闻的香味和可以借力的气流，它们可以在显示屏前一刻不停地飞上几个小时。听起来有点玄乎，不过问题来了，大费周章地兴建这么一套昆虫VR系统，到底有没有十足的必要性？我们又能从中获取什么有意义的信息呢？

这套系统的用户一苹果实蝇是一种对食谱极为挑剔的物种，它们只对一种食物有兴趣，那就是（苹果树上的）苹果。苹果实蝇的一生都围绕着苹果度过，它们栖息在果园中，在苹果上吃喝拉撒、交配产卵。除了异性，苹果是这个世界上对它们而言唯一有意义的事物。这种从进化角度而言非常不思进取的偏食行为简直能把达尔文气得活过来。不过，对于昆虫行为研究来说，它们却是珍贵的模式动物。

我们常说的“没头苍蝇乱撞”，讲的就是昆虫飞行路线以及目的的不可预测性。要想对其进行研究，就得有足够简单的模型。VR系统和苹果实蝇提供的正是足够简化的研究平台和研究对象，简直是天作之合。

虚拟现实娱乐系统 图片来源视觉中国

在实验过程中，苹果实蝇被固定在仪器正中的位置，它们的行动虽然会受到一定程度的约束，但是绝非被细针刺穿这么残忍，而是通过胶水将一根很长的细针固定在它们的胸部外骨骼上，位置类似于人体的两块肩胛骨中间。这么做的道理非常简单，首先，即便研究对象是昆虫也很可能招来虐待动物的非议，因此研究人员尽量采用不伤害苹果实蝇的方式来实施研究；其次，对研究对象的身体施加的约束越大，就越容易引发它们的不适，也会让研究条件更加偏离理想的情况。

这套系统花了5年时间才搭建完成，如果是以人类开发VR游戏作为参照，这家游戏公司恐怕早就破产了。而之所以下了这么大功夫，主要是由于昆虫VR有别于人类VR的诸多特点，让研究人员不得不进行充分的调研和改进。

最终，在人类和昆虫的共同努力下，这套昆虫VR实验系统终于正式上线了。在它的显示屏中有自然界果园中拥有的一切要素，蓝天、白云、绿草、苹果树，苹果实蝇看到它们就按捺不住飞翔的欲望。一旦它们开始振翅，画面也会进行相应的更新，甚至还能在一定角度内对应苹果实蝇的转向。此外，除了显示模块，这一系统还配备了施加气流和气味的多向导管。

昆虫VR系统给我们带来了哪些成果？研究人员发现，如果屏幕上压根儿没有苹果树，苹果实蝇也就没有什么特别的飞行倾向。不过，一旦出现苹果树，它们马上就会向其进发并试图在树上着陆。这说明苹果实蝇能够辨认VR系统中出现的三维实体。值得一提的是，埃及伊蚊、大蚊以及尾蛆蝇都能从这套VR系统中把特定的实体从背景中分辨出来。

如果压根儿没有视觉信号，比如保持背景图像不变，苹果实蝇又会根据什么信号来实现导航呢？答案是气流和气味。在没有有效的视觉和气味信息时，苹果实蝇会通过触角和分布在全身的绒毛来感受气流流向，从而选择合理的飞行路线，顺势而为，减少能量损失。一旦有气味信号的介入，苹果实蝇则会立即向气味传来的方向移动。这一实验首次证实了昆虫在失去视觉的情况下仍然能通过其他途径进行导航。

研究昆虫的飞行和导航行为在现实生活中有着相当大的实践意义，相关成果在害虫防治、农作物授粉以及虫媒病预防等方面都能够发挥作用。也许在未来，我们能够发明让苍蝇主动舍生赴死的苍蝇拍，打苍蝇也不再是需要屏气凝神的高难度作业了。

什么是虚拟现实

虚拟现实（virtualreality,缩写为VR ）,也称虚拟环境，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界。通过对用户视觉等感官的模拟，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物，让用户有身历其境的感觉。用户进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界影像传回产生临场感。该技术集成了电脑图形、电脑仿真、人工智能、感应、显示及网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由电脑技术辅助生成的高技术模拟系统。

来源: 江苏省科学传播中心

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