向昆蟲拜師

身體分頭、胸、腹三部分，有三對足、兩對翅，頭上生著一對觸角，長著一對復眼三只單眼，一個口器，這就是昆蟲。全世界已知動物超過150萬種，其中昆蟲就有100萬種以上。昆蟲不但種類多，而且個體數量也十分驚人。從赤道到兩極，海洋、河流到沙漠，高至世界的屋脊，下至幾米深的土壤里，都有昆蟲的存在?？茖W家在研究昆蟲的過程中，努力向昆蟲學習，發明多多。

學蛀蟲發明盾構機

一根好好的木頭，出現一個小孔，細細的木屑不斷地從洞中排出來。劈開一看，原來是一條蛀蟲在鉆孔，它那來如此的能耐？這引起了英國工程師布魯諾的興趣，他觀察小肉蟲的口器怎樣推進，又怎樣將木屑撥出來，于1825年發明了開挖隧道的盾構機。早期的盾構，主要是利用盾構機械所特有的盾殼作為支護，防止地層的坍塌，基本上是采用人工開挖方式。經過不斷改進，現在已變成了全自動的隧道施工機器人。

盾構機形似一個橫臥大鐵桶，直徑超過11米，人站在上面，顯得很渺小。機頭就像一張圓臺面，上面嵌滿一塊塊“刀片”。整個盾構設備長度超過100米，包含各種機電設備和千斤頂，里里外外幾乎全是鋼結構。在推進時，盾構機頭緩慢轉動，“刨”開泥土，平均每分鐘能前進1.3厘米左右，每推進一段距離后，盾構機要停一停，伸出鐵臂，在它挖洞的內壁上，安裝一環管片。工人把管片中的螺絲擰緊，管片的長度正好把隧道內壁“捆”一圈。拼完一環后，盾構機又往前推進，停下，再拼一環管片……如此“一環扣一環”，一條隧道便由無數環管片連接而成。

現在，全世界共生產各種類型的隧道盾構機約8000余臺，它們有大有小，在地鐵施工、海底和過江隧道的開挖、管線鋪設中大顯神通。

獨角仙式飛行器

甲蟲的特點是體外有的甲殼，有一種長喙甲蟲，喙伸出占身體的1/3，銅綠的色彩十分艷麗，看起來有點笨拙，取名“獨角仙”。

獨角仙身體粗短，重量在40~50g，看它的翅膀面積，用傳統的飛行理論計算，會得出它們的升力不足，飛行能力肯定不行。而事實上獨角仙是一種特別能飛的甲蟲，它的飛行機理，是現行飛機設計理論無法解釋的。據計算，獨角仙的飛行升力竟是目前最先進機翼的2倍。飛行時它硬翅張開，發揮如同飛機固定翼的作用，里邊的膜翅張開后，比前翅要大出許多，能產生強大的振翅運動，悠悠欲仙地在空中飛來飛去，不知有多自在。

科技人員模仿獨角仙的飛行姿態，設計了一種新式飛機。將兩臺發動機設在主翼后方，前翼帶有很大的翼肋，沒有尾翼。這種外形似獨角仙的飛機，由于沒有尾翼，大主翼的頭部可以彎曲，用于改變飛行方向，機動性能相當好，我國空軍使用的第三、四代殲擊機，均采用這種外形設計。

仿生蠅眼探測儀

昆蟲的頭部都有五只眼睛，三只單眼，兩只復眼。在顯微鏡下觀察復眼的結構，它是由一個個六邊形和四邊形的小單位組成的，這些“小眼”有4000多個。據科學家研究，蒼蠅的每一個“小眼”都是一個小透鏡，有獨立的光學系統，有通向視中樞的感光細胞，也就是說每一個“小眼”都能成像。深一步研究發現，如果把每一個“小眼”的光信息整合，能形成全視場的圖像。蒼蠅正是靠復眼，獲得比人眼分辯率高得多的運動視覺信息。實驗表明，一個物體擺在人眼前0.05秒，人方能看清它是什么，而蒼蠅的復眼只要0.01秒就能看清了，判定的速度是人眼的5倍。蒼蠅的“小眼”從不同的視角掃描，經視中樞分析，能很快確定目標的位置和速度，對運動著的物體有極好的探測和跟蹤本領。美國科學家用這一原理，制造了宇宙射線探測器，它由880個人造“小眼”相互聯結，對天空進行全天候的觀測，記錄宇宙高能射線的運動軌跡，為天文學家提供各種天體信息。

新式豉蟲滑水板

豉蟲俗稱水鱉子，身體呈橢圓形，雄蟲長約7毫米，雌蟲較大。甲殼黑色或黃色，閃閃有光澤。頭頂及前胸背部十分光滑。有意思的是它的復眼分離，有上下2對，上方1對，可以看空氣中的東西，下方1對，適于水中視物。前肢長，中、后兩肢短小而側扁。它們生活在池沼中，個個是游泳能手，特別有趣的是它們喜歡在水面旋回游泳，就像一葉微小的沖鋒舟機動靈活。豉蟲為什么能在水面游轉自如呢？從表面看它沒有什么特別，秘密在它的兩對后足，用手摸后足的附肢，阻力特別大，好像有膠水沾住的感覺。將附肢在顯微鏡下觀察，就能看到上面有密密的細毛，正是這些細毛使得水的表面張力能輕而易舉地托住它。

受豉蟲附肢毛的啟示，科技人員設計出一種新式的滑水板，它用泡沫塑料制成，觸水一面摸仿豉蟲后足的結構。游泳的人可以將上半身趴在滑水板上，雙腳拍打水面，滑水板就會向前推進，十分安全。這種滑水板勝過游泳圈，適合初學游泳者使用，成了孩子們的最愛。

昆蟲觸角傳感器

觀察任何一種昆蟲，都會看到頭部形態各異、長短不一的觸角，而且觸角總是在不斷地轉動。觸角是昆蟲感知物體形狀、種類和硬度，判斷不同氣味的探測儀。觸角的表面有很多的小孔，在孔的底部充滿著感覺細胞，能感知不同的物體和氣味信息。昆蟲對氣味的探測特別靈敏。一只雌蛾發出的性信息激素，在10千米范圍內的雄蟲都能探測到，這時每立方米空氣中的信息分子只有幾個。

人類使用的各種機器，特別是自動化程度很高的儀器、機器和機器人，對外界情況的感知全靠各種傳感器。在自動化機床加工時，精度的控制就靠一根針狀的測量儀，它完全是模仿昆蟲的觸角制成的。它用螺絲調整高度，靠磁力改變方向，但與昆蟲觸角無法相比。隨著科技的發展，現在科學家已能用數字電路造出靈敏、快速的氣體分析儀，它只有人的指甲大小。這種儀器現已裝置在航天飛船的座艙內，為揭示宇宙的化學成分而工作。氣體分析儀也可用來測量潛水艇和礦井里的有毒氣體，及時發出警報，保護員工的生命安全。

蟻式六足機器人

機器人是人類的一大發明，它們有各種類型，其中以擬人的機器人最引人注目。走進第五屆沈陽中國國際裝備制造業博覽會，一進G館的大門，就會有童聲傳入你的耳朵：“大家好，我是服務型機器人，我叫亮亮?！彼巧蜿栃滤蓹C器人自動化股份有限公司的產品，亮亮身高0.8米，用輪式行走，有教育、娛樂、安全和個人助理四大功能。亮亮的下一代月月，將裝上選擇注意力等多種智能芯片，實現人機對話，達到六七歲兒童的會話水平。在工程學中，人形機器人的本事遠不能同多足機器人相比，最為引人的是模仿螞蟻的6足機器人。螞蟻走路又快又穩，能穿洞，會爬墻，能倒能轉，可后四足站立，前兩足工作。所以在林地作業、礦山開采、隧道作業中，均用6足機器人。在發展機器人中，昆蟲的獨特結構功不可沒。

靈活螻蛄挖掘機

開挖大的隧道、地鐵施工、開山洞可以用盾構機，但在城市市政工程中開挖一條小溝，鋪設一條管道，場地窄小，大型機械無法施展，只得用人工開挖，勞動強度可想而知。設計生產小型的打溝挖洞機，成了工程技術人員的日思夜想的事。工程師們設想了多種方案都不理想，最后在研究螻蛄中得到啟發，制造出了螻蛄式挖掘機。

螻蛄是在地下生活的昆蟲，又叫土狗子，還有拉拉蛄、地拉蛄等多種名稱。它身體狹長，頭小呈圓錐形。復眼小而突出，單眼2個。前胸背板橢圓形，背面隆起如盾，兩側向下伸展，幾乎把前足基節包起。前足特化為粗短結構，基節短寬，腿節略彎，片狀的脛節很短，三角形，帶有很強的端刺，適于開掘。如果你捉到一只螻蛄放在泥地上，不一會兒它就鉆地逃遁了。螻蛄挖地速度之快，完全在它的挖掘足和背盾。技術人員，模仿螻蛄的挖土，設計出一種小型的挖掘機，它能開溝，打水平洞，操作自如，成了城市施工不可少的設備。

大有用處蟲型機

一只小蜜蜂在你的頭上飛，嗡嗡聲比普通的蜜蜂大，原來這是一只最新研制出來的昆蟲機器人。它裝有攝像頭、各種傳感器，2007年在美國肯尼迪航天中心同航天飛機一起升空，參與火星探測。

“蟲型飛機”的翅展小于15毫米，自重不超過50克，載重要求在10克以上。1991年美國林肯MIT實驗室率先制造出了一架名為“機器蟲”的小型飛機。

像昆蟲大小的飛機，精密度要求很高，起初只在軍事偵察領域使用，現在已經逐步向民用、農業等方面過渡。未來的“蟲型飛機”不僅可以執行搜索、轟炸等軍事任務，在胸腔手術時，還能飛入人體內執行手術任務。蟲型飛機是精密制造、微電子、仿生學綜合技術應用的成果。