机器捕蝇草 吃肉不耗电

机器捕蝇草 吃肉不耗电 奥秘lEml-'f-E 在自然界中,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, 且能分泌黏液,当有小虫闯入时,捕蝇草 能以极快的速度将小虫夹住,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, 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,莫森的妻子就几乎天天向 他诉苦,因为自家的别墅离池塘较近,蚊 子,苍蝇不时飞进室内.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 染食物和环境,妻子不敢轻易使用.如果 用电蚊拍,又太浪费时间和精力. 某一天,妻子的诉苦触动了莫森,身 为缅因大学机器人研究中心教授的他, 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,t:Ltn 在天上飞的燕子和蜻蜒,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,让模仿它们制造出来的 机器动起来都已经很不容易,又何谈让这 机器捕蝇草原型机 34il 市几器捕蝇草吃肉不耗电 些机器吃虫子呢?在仿生学研究中,模仿 都是从简单开始,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 片时受到了启发,他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——由两片左右分开,合起来就可以 把虫子包裹住的夹子组成.捕蝇草是怎 样知道有虫子靠近的呢7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 就立即合起来,叶片边缘的长须也交错 在一起,并分泌出黏液粘住虫子防止它 逃跑.捕虫夹内侧密布着许多小红点状 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,传感器就会产生电流并触发动力开 关,使机器捕蝇草合起捕虫夹.然后,捕虫 夹分泌酸液消化虫子.消化之后,能量转 文/杨先碧 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 可以实现能量的自给自足,不需要人们 给它提供额外的电能.虫子越多,它的动 力越强,能捕捉到的虫子也就越多,从而 实现了良性循环. 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",这也就直接导致了它的捕虫 效率较低.因为初步的实验明,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".莫森决定下一步将从 两个方面进行改进:第一,莫森将与生物 化学家合作,研制一种类似捕蝇草黏液 的化学物质,吸引虫子主动到捕虫夹上 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 散在房间各处的虫子. 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.于是莫森通过和一些艺术家合作,设 i9将投产的机器捕蝇草成品,其外观 流行电子游戏《植物大战僵尸》中吞 目的大嘴花.莫森的机器捕蝇草既可 _殳放在室内,还可以被投放到庭院和 里去捕捉虫子——形成一个保护屏 止虫子"入侵"住户.此外,未来改进 _几器捕蝇草也可以被投放到农田中, 良民减轻虫害. 售成生态灾难 真森发明的机器捕蝇草是近年来诞 款"食肉机器人"之一,主要都是用 担子,比如英国科学家还发明了可以 丑中捕捉蛞蝓和蜗牛的机器人.一些 人士对这些食肉机器人持怀疑态度, 几器人能量自给自足之后,它们不再 ^\类的帮助就可以自由活动,这将可 它们分不清害虫和益虫,从而把所 的虫子都吃掉,而且,它们在吃完 之后可能会继续吃其他小动物或植 哿可能造成生态灾难. 寸于环保人士的担忧,莫森表示完全 要,因为无论什么自动化机器,都 斗学家编制的计算机程序来驱动的, 几程序可以设置它们的活动范围和 对象,不会乱吃乱跑.当然,未来的食 器人很可能像科幻片中描述的那样 但前提一定是人类赋予了这些机器 动进化"的能力.不过,那至少是几 后的事情了,目前的科技水平还无 自动机器人"自动进化"的能力. 图片提供:杨先碧 设计中的机器捕蝇草成品 EmJ-R:l奥 眼镜助信息直达视网膜 你是不是会时不时地在自己的手 机上查阅信息?在不久的将来,或许这 一 切都将变得多余:科学家们正在开发 一 种新型隐形眼镜,它可以将信息直接 映射在人的视网膜上. 日前,一个国际工程师小组已经成 功开发出了原型样机,这是一种进行了 特殊设计的隐形眼镜,其中内置有微型 LED灯,它可以接收无线指令.工程师巴 贝克?埃米尔?帕维兹是美国华盛顿大 学的电子工程学助理教授,同时也是这 一 工程IJF/]\组的成员,他说:"有一天, 这种隐形眼镜或许能够流畅地接收信 息流." 巴贝克在小组中担任的角色相当 关键,其专业特长在于将微型设备整合 到一些不寻常的物品之中.他曾问自 己:"我们是否能制造各种不同的微型 设备?我们是否能够将它们植入不同的 材料?我们能对每天佩戴的隐形眼镜进 行怎样的改装?" 小组尝试在隐形眼镜中内置一个 由蓝宝石制成的LED灯,并内置一台接 收天线,再用一条电路将天线和LED灯 连接起来.通过远程传输,小组已经能 够实现对LED灯上的每一个像素进行控 制.不过让人遗憾的是,我们的眼睛需 要将被观察物体置于一定的距离之外 才能有效聚焦,从而看清物体,而这个 LED显示器的距离实在太近了. 不过不要紧,工程师们很快就找出 了应对这一问题的方法:他们在其中安 装一块额外的透镜,并成功地实现了图 像的聚焦.一旦整套设备研制成功,巴贝 克便将和伙伴们开始测试阶段的工作. 他说:"我们已经研制出整套系统并在 兔子的身上进行了测试,而且最终取得 文/晨风 了成功,证明它是有效的,安全的."一旦 这一设备研制成功并投入使用,它将具 有和电影《终结者》中施瓦辛格饰演的角 色的眼睛相类似的功能.想象一下,你将 可以直接在眼睛上阅读文字,查阅电子 邮件,这是多么神奇啊,可以预见这种技 术将会给导航驾驶和游戏产业带来多么 严重的中击. 这一眼镜的研制目前仍然处于发展 阶段,其中仍然有着诸多不足需要改进, 还有问题需要解决.由于隐形眼睛的镜 片是用质地坚硬的塑料制成的,因此佩 戴它数分钟后就得摘下来,因为它会阻 碍眼睛表面的空气流通.还有一个很不 理想的情况是,在使用时,遥控装置必须 在非常近的距离内才有效果.研究人员 表示,他们距离最终完成研制可能至少 还需要10年,不过巴贝克认为这段时间 对于他们解决这些难题将会绰绰有余. 除了解决遥控问题和聚焦问题之外,他 还希望改进隐形眼镜的材质,从而让眼 镜更加柔软,戴着更加舒适. 巴贝克说:"如果我们能将它设计得 和传统隐形眼镜一样舒适,人们便不会 感觉自己佩戴了一种特殊的隐形眼镜. 并且由于采用了隐形眼镜的设计,人们 可以戴着它去任何地方.说到底,这将是 一 种真正的'无感'电子设备." l35