研發
加州大學
加州大學研製的機器蒼蠅2002年，美國加州大學展示了叫“黑寡婦”的機器蠅，重量只有100毫克，身高不到3厘米。蒼蠅的翅膀上分布著20塊功能不同的肌肉，如何模仿肌肉運動實現飛行，成為研究的重點。加州大學伯克利分校的研究人員用了4年、近2000個小時的研究時間，就是為了弄清蒼蠅翅膀是如何工作的。研究人員做了30多個模型，最終，他們利用一種類似玻璃紙的原料聚醯亞胺，造出了只有10毫米長、3毫米寬、5微米厚的仿生翅膀。它能夠每秒鐘扇動150下，而且還讓機器蠅實現了綁附在一根細線上的半自主飛行。
機器蠅研製的另一個難題是燃料和驅動問題。由於體積所限，未來機器蠅必須使用高效的微型驅動設備。麻省理工學院愛普斯坦教授的實驗室正在開發微型渦輪噴氣發動機，可用與生產計算機晶片相同的工具和技術，實現批量生產。
哈佛大學
哈佛大學研製的機器蒼蠅2007年
2007年，美國哈佛大學的科學家們研製出了一款體型小巧的機器蒼蠅，可用於隱蔽地偵察有毒物質。首隻機器蒼蠅原型機已經製造完畢，重量只有60毫克，翼展不超過3厘米。
為了讓機器蒼蠅看起來更像是真正的蒼蠅，研究人員在研製過程中還用到了雷射加工技術。藉助雷射，科學家們成功製造出了極其纖薄的碳纖維薄片。通過將這些碳纖維薄片進行連線，研究人員成功地將各種功能組件連線在了一起。
此外，為了讓機群蒼蠅身上的某些部分可以運動起來，專家們還運用了一些在電場作用下可以改變形狀的高分子化合物。雖然此前也曾有科學家成功研製出過可模仿昆蟲的機器人，但擁有兩隻翅膀的機器人還是首次問世，尤其是，後者的小巧身形還可以使它像真正的蒼蠅那樣飛行。
不過，機器蒼蠅的運動情況還非常有限。研究人員製造研製配套的遙控器，以便控制機器人向各個不同的方向飛行。
機器蒼蠅上安裝有一組微型鋰聚合物電池，可持續運行5分鐘時間。
2013年
2013年，哈佛大學的研究團隊稱，受益於在材料和加工技術的突破，他們開發出了第一種能夠像真蒼蠅一樣飛行的機器蒼蠅。
機器蒼蠅主體用碳纖維製成，體重只有80毫克，翼展3厘米。飛行時，它每秒振翅120次，頻率幾乎接近真蒼蠅，快得肉眼根本無法看清，它還能在空中盤鏇並沿著預先設好的路線加速飛行。
在實驗室飛行測試中，機器蒼蠅展示了穩定、可控的飛行性能，能連續飛行超過20秒。而且有趣的是，它飛行時的消耗功率大約19毫瓦，經折算與真蒼蠅的消耗大體一致。
設計
科學家羅伯特伍德和他的同事有個特別做法，就是讓急救人員將數千回形針大小的飛行機器人分散到整個災區。小小的機器會偵測生命跡象的，也許是發覺到倖存者呼出的二氧化碳，或者是偵測他們體溫。雖然有一些蒼蠅可能撞碎視窗的玻璃或陷入死角，但是其他的則可以從裂縫和下塌橫樑逃出。也許只有三個一群，但是使用自己的方式尋找倖存者，每當找到時，他們便原地等待並使用其剩餘的能源向營救人員傳遞他們的調查結果。他們使用無線電轉換成低窄帶頻，接著便傳遞給事先在周圍布好的接收網。所以即使99%的機器蠅本身找不到了，搜尋任務仍是成功的。
設計一個昆蟲機器人比做一個飛機模型可要複雜的多，不過，由於空氣動力學的原因，昆蟲的模型也不一樣。在1999年，麥可迪金森（MichaelDickinson，加利福尼亞大學伯克利分校的一名生物學家，現於加州理工學院）以一個25厘米大小的仿蒼蠅翅膀，通過為其浸沒礦物油來模擬空氣粘度的實驗，首次證實了在不同模式的氣流中昆蟲飛行的基本空氣學原理。結果表明，昆蟲是使用三種不同的翼運動來創造並控制空氣鏇渦需要產生上升力。
利用麥可迪金森的模式分析結果，羅伯特伍德和其他人在Fearing的實驗室里開始模仿製作昆蟲那令人難以置信的翅膀運動。其中一部分挑戰來自於許多有助於蒼蠅飛行的系統，包括眼睛（特別是協調其感知運動）和能夠產生非定常空氣動力來驅動機翼的強大有力的肌肉。許多昆蟲通過調整自身雙翼的振幅，飛行角度和腹部的收縮來控制他們的翅膀。蒼蠅更是具有叫作衡棒的（Haltere）特殊感知器官，在飛行時能夠感知身體的鏇轉。這個特性是它能夠在空中盤鏇，飛上飛下，附著牆壁甚至天花板的關鍵所在。
特點
由於體型小，蒼蠅周圍氣流的粘性比鳥類或者機翼固定的飛機更大。對昆蟲來說飛行就像是踩水一樣。蒼蠅翅膀運動產生的空氣動力可以在千分之一秒內改變激烈程度。相反，傳統的機翼卻受制於平穩的氣體流動。正是因為這個差異，預測飛機性能的分析工具對於動態飛行昆蟲效果甚微，這也使得羅伯特伍德和他的同事的工作愈發的困難重重。
經過無數次的反覆試驗，羅伯特伍德和他的同事的機器蠅以其自己獨特的發展方式，在功能上漸漸的越來越像真的蒼蠅一樣。羅伯特伍德和他的同事運用了生物學最基本的兩個原則：機翼面積與身體重量的比例和翅膀的撲閃頻率。還有，因為在這方面電子設備並不占優勢，所以羅伯特伍德和他的同事沒有必要盲目的對無脊椎動物的生理進行模仿。就拿昆蟲胸膛和翅膀的彈性和結構屬性來說，因為他們都是由角素構成的，所以再堅韌的普通多聚糖化合物都還是比不上碳纖維來的堅固。
扭曲和拍打
對昆蟲而言飛行就像踩水一樣。包括翅膀複雜的拍打和扭動運動在內，蒼蠅已經有一套複雜的機制來調節自己的飛行。為了讓他一直在攝像機的範圍內，羅伯特伍德和他的同事將其夾住測試，結果機器蠅每秒也能有120次扇翅。
如右圖，羅伯特伍德和他的同事的機器蠅也有和真正的蒼蠅相同的主要飛行結構：機身（外骨骼），發動機（飛行肌），傳動機（胸），機翼（翅膀）。其每部分的功能都比較簡單。機體必須為發動機和傳動機提供一個堅實的機械地面。驅動器為機器蠅胸的共振提供能源。最後，機翼必須在一些根本性不同的氣動條件下保持足夠的剛性以維持自身形狀。
羅伯特伍德和他的同事的設計注意到了物理學中最精細的部分。由於機器人設備的縮小，地面力量開始在動態運動中占主導地位。由於體積越小接觸面就越大，摩擦力也就越大，這就使得軸承的作用也很有限。然而，因為羅伯特伍德和他的同事僅僅是設計的機器人，所以並不意味著羅伯特伍德和他的同事知道如何製作他，使它機械部件誤差遠低於標準製造工藝。羅伯特伍德和他的同事既不需要僱傭微電子機械系統也不需要微機電系統，因為這些對於機器蠅要承受的壓力來說太易碎了。更重要的是製作一個微機電系統原型需要花費很多時間，而羅伯特伍德和他的同事的設計策略正是要建立大量的原型。
材料
羅伯特伍德現在使用的是製作精良硬度適中的碳纖維增強複合材料，而不是雷射微細加工技術的超薄材料。這些簡便的技術能使羅伯特伍德和他的同事在一周內便可以製作出一個機器蠅的原型。
為了製作關節，羅伯特伍德和他的同事在兩個又薄又硬的碳化纖維中間割開裂縫，在其中間夾入薄薄的聚合纖維，這樣就可以來回的彎曲而不致使其失靈。四個這樣的關節都是用一系列長短不一，平而堅硬的碳纖維連線起來。對於連結長度適當的選擇，其傳輸可以讓原來的小角度轉動向相反方向做更大的運動。
為了使得發動機模擬真實的肌肉運動，羅伯特伍德和他的同事為他增加了碳纖維混合物。這種碳纖維混合物是一種受電場可以改變形狀的電鍍材料。在設計這些電機的時，不但要讓他們保證有足夠的能量供給，還要儘可能的使其更小更輕便。這也是羅伯特伍德和他的同事的首要任務。電機的能源密度為每千克400多瓦，比普通蒼蠅翅膀肌肉能力的4倍還多！在成功模擬翅膀運動後緊接著的第二個突破口便是使用四根連線桿，令羅伯特伍德和他的同事滿意的是，這種機制與雙翅類昆蟲非常相似，也是使用其胸腔來控制他們的翅膀運動。
羅伯特伍德和他的同事最新版機器蠅的重量只有60毫克，與雙翅類昆蟲的重量幾乎一樣，而對自身的推力將近卻是他們的兩倍。這跟正真的蒼蠅幾乎一樣了，比如可以獲得3倍至5倍於自身重量的升力。緊接著的目標是讓他盤鏇，這在有限的空間裡是非常機動化的。盤鏇這種能力也使得他們能夠在適當的位置轉身。
為了保證穩定自由的飛行，還需要安裝和小型化三各部件：感應器，控制器和電源。許多實驗室和公司正在開發一套可靠的感應器，通過生物學的感應系統，使機器人穩定飛行和控制一些簡單的行為。羅伯特伍德以前的導師展示過生物啟發陀螺儀和有探測視野能力的感測器，在華盛頓特區，已經開發出了重量不到1克的視覺感測器用來協助飛行機器人導航。
控制
如何控制仍然是一個挑戰。一個真正的蒼蠅能夠快速的轉身，因為它有一個專門的反應迅速的神經系統。在蒼蠅體內，神經衝動從內部反饋到感測器，期間無需中樞神經系統處理便直接調節飛行肌。羅伯特伍德和他的同事正在尋找有效的途徑來模仿這種神經系統，通過一些姿態感測器指明飛行方向然後直接操縱電機。
接下來便是機器蠅如何獲取能源的問題了。一塊足以提供機器蠅飛行的電池將比一般的電池占用更大的面積體積比。羅伯特伍德和他的同事估計如今壓縮過的最好的鋰電池也要50毫克，占了機器蠅體重的一半！而且也只能維持他5-10分鐘的飛行。為了增加飛行時間，羅伯特伍德和他的同事必須增加電池的能量密度，或者開發自給能量技術，比如在他背上安裝一個太陽能電池板，又或者將其翅膀的振動轉換成電流等等。
低功耗
現在，羅伯特伍德和他的同事要把的注意力轉移到機器人的低功耗分散控制算法上來。雖然群居昆蟲用簡單的局部規則和直接的方法進行溝通，但他們完成的任務卻驚人的複雜。例如，在沒有一個白蟻有藍圖的情況下，他們依然能夠能建造一種比他們自身大數百萬倍的建築物。相信羅伯特伍德和他的同事的機器人終有一天也會成為學習這種昆蟲本領的工具。這樣就可以幫羅伯特伍德和他的同事設計算法，使成群的簡單機器人去完成複雜的任務。
有了基本的控制算法後，羅伯特伍德和他的同事期盼微型機器人在特設的移動感測器網路能起更重要的作用。搜尋與救援行動，危險環境中的探索和監測，行星探測和建築物巡查，只是一小部分高度靈活的昆蟲類救援機器人的潛在套用。
套用
美國五角大樓對有望成為“微型間諜”的機器蠅極為重視，自1998年這項研究剛剛開始時就一直大力資助。他們構想，機器蠅可以幫助軍方完成偵察阿富汗山洞或是尋找伊拉克秘密武器等艱巨任務。而在未來戰爭中，機器蠅甚至可以帶上微型炸藥，飛到敵方總部，將其指揮官炸死，或炸掉其指揮中心的所有儀器。總之，機器蠅將完成過去“007”遠遠完成不了的任務，成為名副其實的“超級間諜”。
在未來的機器蠅身上，將安裝許多感測器和微型攝像機，因此他們能做的事情還有很多。比如可以用來發現森林火災，在災難中搜尋廢墟中的倖存者。在太空探索中，機器蠅也大有可為。在未來登上新星球後，機器蠅可代替航天員，在各種複雜條件下完成拍照、攝影、取樣等工作。
