昆虫的感官仿生

       复眼是昆虫最重要的视觉器官,它由多个小眼组成,小眼呈正六边形,小眼的边缘重叠,组成正六边形阵列。每一个小眼的视野都很小,但很多小眼组成的复眼其视野就很大了。一些昆虫的水平视野可以达到240度,而垂直视野范围可达360度;而人的视野范围只有180度。
       昆虫的复眼对运动的物体很敏感,以蜜蜂为例,其对突然出现的物体反应时间为0.01秒,而人却需要0.05秒。而且这种复眼系统对于测量距离和估算运动速度具有良好的能力。因此,昆虫的视觉系统在运动过程中可以发挥出卓越的性能,它也就成为了现代飞行设备的重要仿生对象。早在1980年,美国的科学家就试图将昆虫复眼的原理应用于空对地导弹的制导研究并制成了工程模型;现在,人们则倾向于将其作为机器人导航系统,以提高机器人的自主功能水平。基于复眼原理的各种测速和测距仪也已经开始应用。不仅如此,人们还研制出了一次能拍摄1329张高清照片的蝇眼照相机,广泛应用于军事、医学、航天等领域。

昆虫形态和结构仿生

       很多人打针怕痛,确实,打针的滋味并不舒服。但是,很多蚊子在吸血时你却毫无感觉。研究表明,那些咬人不痛的蚊子的口器结构很特殊:它吸血时,带有尖锐锯齿的口器像精巧的手术刀一样切入皮肤,然后把里面的针器推进去,只造成很小的切口。与光滑的注射器针头相比,锯齿形边缘减少了对人体神经的刺激,降低了疼痛感。日本科学家就模仿蚊子的口器试制了无痛注射器,但是针管易折断,因此仍需要进一步改进。我国科学家也在这方面进行了理论研究。

昆虫的运动仿生

       过去,人类进行太空探测的月球车和火星车都是轮式的,但是,轮式探测车的表现并不好,它们的车轮时而会被石块卡住,时而又会被软沙地陷住,搞得远在地球的监控人员满头大汗。这时,有人看中了到处都行走如飞的昆虫。昆虫有六条腿,别看行走飞快,它们始终有三条腿踩在地面上形成稳定的三脚架。美国加州大学的研究者们在认真研究了昆虫爬行的每一个细节后制作出了一只机器虫,它能在凹凸不平的路面上轻松行走,即使是被触碰后仍能保持稳定,甚至还能够在被掀翻的情况下翻转回来。这是轮式机器人完全无法比拟的,这种适应能力更适合在无人的星球或者海底进行探测,相信不久它们就会发挥出作用。

昆虫的瓦氏拟态

       广义的瓦氏拟态是指昆虫模拟生存环境的现象,如枯叶蝶模拟树叶、竹节虫模拟树枝等。而狭义的瓦拟则特指寄生性昆虫模拟宿主的现象,常见于寄生或共生于蚁窝的各类“蚁客”,通过模仿各种蚂蚁,以达到不被蚂蚁攻击,骗取蚂蚁的食物或以蚂蚁作为保护伞以达到获利目的,甚至有些种类的蚁客,幼虫阶段就模拟蚂蚁幼虫,分泌出相似的化学物质,使蚂蚁接纳并照顾它们。
       小结:瓦氏拟态就是各种忍者、偷渡者、非法移民……
       (瓦氏拟态——伪装成植物叶片的叶䗛)

昆虫拟态行为的两个极端——贝氏拟态和缪氏拟态

       防卫性拟态(物种在演化中所形成的为躲避捕食者而模仿其他物种的行为)在动物界非常普遍。在拟态行为中有两个极端的例子,分别是贝氏拟态和缪氏拟态。

       贝氏拟态:
       贝氏拟态即无毒害的昆虫模拟有毒害物种的现象,是除瓦氏拟态以外,最常见的拟态方式,是很多弱小的、无毒的、攻击力弱的、缺乏其它保护的昆虫常用的获利手段。贝氏拟态会产生与被模仿的物种类似的信号(比如说视觉提示),但却没有采用使其成为捕食者无利可图猎物的属性。贝氏拟态中被模仿对象人气最高的要属攻击性强的胡蜂了,昆虫中很多种类都有模仿胡蜂的例子,而且它们的模仿渗透到胡蜂的各个方面,有专门拟态胡蜂外形的,有拟态胡蜂的体色花纹,有模拟胡蜂的行为,甚至还有专门模仿胡蜂飞行时振翅的频率……
       小结:贝氏拟态就是昆虫圈子里的各种明星脸,百变大咖秀。

       缪氏拟态:
       缪氏拟态实际上可以看作贝氏拟态的一个加强版,贝氏拟态是弱者拟态强者,而缪氏拟态是强者之间互相再拟态。常出现在有毒的蝴蝶之间和攻击性强的蜂之间。缪氏拟态既在外形上与要模仿的物种相似,又分享其防捕食属性——即让自己看起来对捕食者具有危险性或味道不是很好。
       小结:缪氏拟态就是高手间的华山论剑。
       (贝氏拟态——笑脸蜘蛛模仿有毒生物的鲜红体色进行自我防卫)
       注:蜘蛛为蛛形纲生物,不属于昆虫纲