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机器捕蝇草将成捕虫能手

发布时间：2023-01-25 01:47:41 来源：文档文库

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机器捕蝇草将成捕虫能手作者：杨先碧来源：《发明与创新·中学生》2012年第1期杨先碧自然界中，有一些喜欢捕食虫子的植物，捕蝇草就是其中之一。在捕蝇草的叶端，长有一个酷似“贝壳”的捕虫夹，且能分泌蜜汁，当有小虫闯入时，能以极快的速度将其夹住，并消化吸收。最近，美国缅因大学的研究人员莫森·萨因柏根据捕蝇草的捉虫原理，设计了一款机器捕蝇草，可以帮助人们捕捉虫子。模仿从简单开始每到夏天，莫森的妻子就向他诉苦，因为自家的别墅离池塘较近，蚊子苍蝇不时从外面飞进室内；另外，厨房也是虫子泛滥的重灾区，不少飞蛾从粮食里孵化出来，然后继续在粮食中产卵，没过几天，一袋粮食就被飞蛾的幼虫蛀得不像样了。虽然有不少驱虫药，但是这些药物也会污染环境和食物，妻子不敢轻易使用。用电蚊拍吧，又太浪费时间和精力。在妻子多次诉苦之后，身为缅因大学机器人研究中心教授的莫森决定，发明一种可以自动捉虫的机器，帮助像妻子一样的众多家庭主妇走出“飞虫困境”。该制造一种怎样的捉虫机器呢？莫森想到了仿生学，因为他从事的机器人研究就是仿生学的重要领域。向自然界学习是创造发明的一种重要方法，直接模仿自然界生物的原理设计机械就是仿生学采用的重要方法。自然界中捉虫的动物有许多种，比如在天上飞的燕子和蜻蜓，在地上爬的蟾蜍，在水中游的青蛙。然而，这些动物身体构造都比较复杂，让模仿它们的机器动起来就很不容易，更别说让这些机器吃虫子了。在仿生学研究中，模仿从简单开始，越简单的生物越容易模仿。莫森在观看一部关于食虫植物的纪录片时获得启发，决定以简单的捕蝇草为原型来制造捕虫机器。模仿捕蝇草造机器捕蝇草的构造的确比较简单，它身体最突出、最主要的部件就是那个捕虫夹，而捕虫夹分为两片，合起来就可以把虫子包裹住。捕蝇草怎样知晓靠近的虫子呢？原来，捕蝇草的捕虫夹内长了几对细毛，这就是它的感受器。一旦虫子踩到这些细毛上，捕蝇草就合起来，叶片边缘的长须也交错在一起，并分泌黏液防止虫子逃跑。捕虫夹内侧密布许多小红点状的消化腺，可以把虫子慢慢消化掉。根据捕蝇草的捉虫原理，莫森制造了一个机器捕蝇草，它的捕虫夹内有两对细毛状传感器。一旦虫子碰到其中一根细毛，传感器就产生电流并触发动力开关，机器捕蝇草就合起捕虫夹。
然后，捕虫夹分泌酸液消化虫子。消化之后，能量转化为电能储藏起来，为下一次捕虫提供能量。从这个过程我们不难看出，机器捕蝇草和一般的自动化机器的最大区别是：它可以做到能量自给自足，不需要人们给它提供额外的电能。虫子越多，它的动力越强，能捕捉到更多的虫子。就如同天然的捕蝇草一样，目前莫森制造的机器捕蝇草还不能移动，只能“守株待虫”。然而，这样的捕虫效率较低，因为初步的实验表明，这款机器捕蝇草每天只能捕获几只“不幸”降落其上的“傻虫子”。莫森决定下一步从两个方面进行改进：第一，莫森决定和生物化学家合作，研制一种类似捕蝇草蜜液的化学物质，主动吸引虫子到捕虫夹上来；第二，莫森将给机器捕蝇草装上轮子和自动绕障系统，让机器捕蝇草成为“动物”，在屋子里不停地运动，以便消灭分散的虫子。目前，莫森设计的机器捕蝇草原型机外观还比较难看，整个控制系统都裸露在外。若是要制成产品，得外观好看一些。莫森和一些艺术家合作，设计了即将投产的机器捕蝇草成品，其外观很像流行电子游戏《植物大战僵尸》中吞食僵尸的大嘴花。莫森的机器捕蝇草既可以投放在室内，也可以投放到庭院和小区里捕捉虫子，形成一个保护屏障，防止虫子“入侵”住户。此外，未来改进型的机器捕蝇草还可以投放到农田中，帮助农民减轻虫害。不会造成生态灾难莫森发明的机器捕蝇草是近年来几款“食肉机器人”之一，主要都是用来捉虫子，比如英国科学家发明的可以在农田中捕捉蛞蝓和蜗牛的食肉机器人。一些环保人士对这些食肉机器人持怀疑态度，因为机器人能量自给自足之后，它们不再需要人类的帮助就可以自由活动，这导致它们可能分不清害虫和益虫，把所有能吃的虫子都吃掉；而且，它们在吃完虫子之后可能吃其他小动物或植物，造成生态灾难。对于环保人士的担忧，莫森表示完全没有必要，因为无论什么自动化机器，都是靠科学家编制的计算机程序来驱动的，计算机程序可以设置它们的活动范围和捕食的对象，不会乱吃乱跑。当然，未来的食肉机器人很可能像科幻片中描述的那样失控，前提是赋予这些机器人“自动进化”的能力。不过，那至少是几十年之后的事情了，目前的科技还不能赋予自动机器人“自动进化”的能力。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/fc7f0bbd5b0102020740be1e650e52ea5418ce0a.html