逍遥学能 2016-05-30 13:30
设计中的机器捕蝇草成品
捕蝇草的捕虫夹
机器捕蝇草原型机
天然的捕蝇草
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，帮助像妻子一样众多家庭主妇走出“飞虫困境”。该制造怎样的一种捉虫机器呢？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。
来源：新民晚报