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設(shè)計(jì)中的機(jī)器捕蠅草成品

捕蠅草的捕蟲夾

機(jī)器捕蠅草原型機(jī)

天然的捕蠅草

在自然界中，有一些喜歡捕食蟲子的植物，捕蠅草就是其中之一。在捕蠅草的葉端長有一個(gè)酷似“貝殼”的捕蟲夾，且能分泌蜜汁，當(dāng)有小蟲闖入時(shí)，能以極快的速度將其夾住，并消化吸收。最近，美國緬因大學(xué)的研究人員莫森?薩因柏根據(jù)捕蠅草的捉蟲原理，設(shè)計(jì)了一款機(jī)器捕蠅草，可以幫助人們捕捉蟲子。

模仿從簡單開始

每到夏天，莫森的妻子就向他訴苦，因?yàn)樽约业膭e墅離池塘較近，蚊子蒼蠅不時(shí)從外面飛進(jìn)室內(nèi)。另外，廚房也是蟲子泛濫的重災(zāi)區(qū)，不少飛蛾從糧食里孵化出來，然后繼續(xù)在糧食中產(chǎn)卵。沒過幾天，一袋糧食就被飛蛾的幼蟲蛀得不像樣了。雖然有不少驅(qū)蟲藥，但是這些藥物也會(huì)污染環(huán)境和食物，妻子不敢輕易使用。用電蚊拍吧，又太浪費(fèi)時(shí)間和精力。

在妻子多次訴苦之后，身為緬因大學(xué)機(jī)器人研究中心教授的莫森決定發(fā)明一種可以自動(dòng)捉蟲的機(jī)器，幫助像妻子一樣眾多家庭主婦走出“飛蟲困境”。該制造怎樣的一種捉蟲機(jī)器呢？莫森想到了仿生學(xué)，因?yàn)樗麖氖碌臋C(jī)器人研究就是仿生學(xué)的重要領(lǐng)域。向自然界學(xué)習(xí)是創(chuàng)造發(fā)明的一種重要方法，直接模仿自然界生物的原理設(shè)計(jì)機(jī)械就是仿生學(xué)采用的重要方法。

自然界中捉蟲的動(dòng)物有許多種，比如在天上飛的燕子和蜻蜓，在地上爬的蟾蜍，在水中游的青蛙。然而，這些動(dòng)物身體構(gòu)造都比較復(fù)雜，讓模仿它們的機(jī)器動(dòng)起來就很不容易，更別說讓這些機(jī)器吃蟲子了。在仿生學(xué)研究中，模仿從簡單開始，越簡單的生物越容易模仿。莫森在觀看一部關(guān)于食蟲植物的紀(jì)錄片時(shí)獲得啟發(fā)，決定以簡單的捕蠅草為原型來制造捕蟲機(jī)器。

模仿捕蠅草造機(jī)器

捕蠅草的構(gòu)造的確比較簡單，它身體最突出、最主要的部件就是那個(gè)捕蟲夾，而捕蟲夾分為兩片，合起來就可以把蟲子包裹住。捕蠅草怎樣知曉靠近的蟲子呢？原來，捕蠅草的捕蟲夾內(nèi)長了幾對細(xì)毛，這就是它的感受器。一旦蟲子踩到這些細(xì)毛上，捕蠅草就合起來，葉片邊緣的長須也交錯(cuò)在一起，并分泌黏液防止蟲子逃跑。捕蟲夾內(nèi)側(cè)密布許多小紅點(diǎn)狀的消化腺，可以把蟲子慢慢消化掉。

根據(jù)捕蠅草的捉蟲原理，莫森制造了一個(gè)機(jī)器捕蠅草，它的捕蟲夾內(nèi)有兩對細(xì)毛狀傳感器。一旦蟲子碰到其中一根細(xì)毛，傳感器就產(chǎn)生電流并觸發(fā)動(dòng)力開關(guān)，機(jī)器捕蠅草就合起捕蟲夾。然后，捕蟲夾分泌酸液消化蟲子。消化之后，能量轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)藏起來，為下一次捕蟲提供能量。從這個(gè)過程我們不難看出，機(jī)器捕蠅草和一般的自動(dòng)化機(jī)器的最大區(qū)別是它可以做到能量自給自足，不需要人們給它提供額外的電能。蟲子越多，它的動(dòng)力越強(qiáng)，能捕捉到更多的蟲子。

就如同天然的捕蠅草一樣，目前莫森制造的機(jī)器捕蠅草還不能移動(dòng)，只能“守株待蟲”。然而，這樣的捕蟲效率較低，因?yàn)槌醪降膶?shí)驗(yàn)表明，這款機(jī)器捕蠅草每天只能捕獲幾只“不幸”降落其上的“傻蟲子”。莫森決定下一步從兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：第一，莫森決定和生物化學(xué)家合作，研制一種類似捕蠅草蜜液的化學(xué)物質(zhì)，主動(dòng)吸引蟲子到捕蟲夾上來；第二，莫森給機(jī)器捕蠅草裝上輪子和自動(dòng)繞障系統(tǒng)，讓機(jī)器捕蠅草成為“動(dòng)物”，在屋子里不停運(yùn)動(dòng)，以便消滅分散的蟲子。

目前莫森設(shè)計(jì)的機(jī)器捕蠅草原型機(jī)外觀還比較難看，整個(gè)控制系統(tǒng)都裸露在外。若是要制成產(chǎn)品，得外觀好看一些。莫森和一些藝術(shù)家合作，設(shè)計(jì)了即將投產(chǎn)的機(jī)器捕蠅草成品，其外觀很像流行電子游戲《植物大戰(zhàn)僵尸》中吞食僵尸的大嘴花。莫森的機(jī)器捕蠅草既可以投放在室內(nèi)，也可以投放到庭院和小區(qū)里捕捉蟲子，形成一個(gè)保護(hù)屏障，防止蟲子“入侵”住戶。此外，未來改進(jìn)型的機(jī)器捕蠅草還可以投放到農(nóng)田中，幫助農(nóng)民減輕蟲害。

不會(huì)造成生態(tài)災(zāi)難

莫森發(fā)明的機(jī)器捕蠅草是近年來幾款“食肉機(jī)器人”之一，主要都是用來捉蟲子，比如英國科學(xué)家發(fā)明的可以在農(nóng)田中捕捉蛞蝓和蝸牛的食肉機(jī)器人。一些環(huán)保人士對這些食肉機(jī)器人持懷疑態(tài)度，因?yàn)闄C(jī)器人能量自給自足之后，它們不再需要人類的幫助就可以自由活動(dòng)，這導(dǎo)致它們可能分不清害蟲和益蟲，把所有能吃的蟲子都吃掉；而且，它們在吃完蟲子之后可能吃其他小動(dòng)物或植物，造成生態(tài)災(zāi)難。

對于環(huán)保人士的擔(dān)憂，莫森表示完全沒有必要，因?yàn)闊o論什么自動(dòng)化機(jī)器，都是靠科學(xué)家編制的計(jì)算機(jī)程序來驅(qū)動(dòng)的，計(jì)算機(jī)程序可以設(shè)置它們的活動(dòng)范圍和捕食的對象，不會(huì)亂吃亂跑。當(dāng)然，未來的食肉機(jī)器人很可能像科幻片中描述的那樣失控，前提是賦予這些機(jī)器人“自動(dòng)進(jìn)化”的能力。不過，那至少是幾十年之后的事情了，目前的科技還不能賦予自動(dòng)機(jī)器人“自動(dòng)進(jìn)化”的能力。

來源：新民晚報(bào)