蝗虫靠哪组足跳跃

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　　蝗虫靠后脚跳跃。蝗虫的前、中、后胸有一对脚，分别称为前、中、后脚。

　　脚是分节的，后脚比较发达，适合跳跃，也叫跳跃脚。

好文探索：哈工大（深圳）李曜课题组AISY：利用蝗虫自身的转向跳跃机制实现蝗虫机器人快速转向跳跃

　　摘要：课题组发现蝗虫在仅依靠后足的情况下仍可实现转向跳跃，并提出了基于两侧后足异步踢腿的蝗虫快速转向跳跃机制，该机制可用于将活体蝗虫改造成具有转向跳跃能力的生物机器人。通过在蝗虫后足多块肌肉植入微电极，并施加具有时间差的电**信号，控制两侧后足完成异步踢腿动作，实现了蝗虫机器人的转向跳跃。

　　该研究使我们离跳跃轨迹完全可控的生物机器人又近了一步。

　　关键词：微型跳跃机器人，蝗虫转向跳跃机理，多肌肉协同电**，异步踢腿控制。

　　图1异步踢腿控制下的蝗虫机器人快速转向跳跃示意图。

　　当机器人被制作成厘米大小时，它们的驱动部件通常需要精密加工，精密零部件间的安装和装配也将显著增加机器人的制作难度。与此同时，微型机器人普遍负载能力有限，无法携带大容量电池实现长时间工作。

　　近年来随着电子元件的小型化和无线通信技术的发展，生物机器人技术取得了长足进展。生物机器人即通过人工操控生物运动机构实现运动功能的一类机器人，其具有制作简单、续航持久等特点，有望解决传统微型机器人所面临的技术难题。

　　蝗虫的后足肌肉结构简单，只包含屈肌（flexormuscle）和伸肌（extensormuscle）两块肌肉，分别用于实现屈腿和伸腿运动，以往的研究已发现伸肌引起的伸腿运动速度有限，无法用于跳跃。事实上，蝗虫跳跃所需的能量储存在半月板（SLP）中，并通过控制能量的快速释放驱动蝗虫跳跃，整个过程需要两块肌肉的有序收缩与精密配合，这一过程被称为“共收缩（co-contraction）”。

　　基于以上研究成果，课题组进一步研究了蝗虫的转向跳跃机制。以往的研究都认为蝗虫的转向跳跃是依靠前足与中足的辅助，通过在起跳前调整身体朝向目标实现的。

　　在此机制下实现转向跳跃必须控制蝗虫的前足与中足，因此面临极大挑战：植入目标过小，**信号容易干扰。植入电极过多，操作十分困难。哈工大（深圳）李曜副教授课题组研究中发现蝗虫具有另一种转向跳跃机制，即一种完全基于后足的转向跳跃机制：蝗虫在感知到快速接近的威胁后，会调节两侧后足的发力时间，快速完成转向跳跃。

　　两侧后足的发力时间差（TimeLag）范围在0-50ms，该时间差的长短与转向跳跃角度的大小呈正相关，引起的转向跳跃角度最大可达90°。

　　图2蝗虫踢腿的电**信号设计和异步踢腿动作示意图。

　　新发现的转向跳跃机制十分适用于蝗虫机器人转向跳跃控制。

　　同时，该课题组也设计了一款尺寸不足1cm2，重量仅0.99g的蝗虫电子背包，安装在活体蝗虫的背部并施加电**信号，控制蝗虫机器人转向跳跃。实验中发现，当两侧后足电**存在20ms时间差时，可以驱动蝗虫机器人完成20°的转向跳跃。

　　同时，研究者也表示，虽然该研究已初步实现了蝗虫机器人转向跳跃控制，但是在重复电**实验下的转向跳跃角度仍存在较大误差，无法满足精确轨迹控制的要求。在后续的研究中，课题组将继续致力于提升生物机器人跳跃轨迹精度，最终研制出跳跃轨迹完全可控的生物机器人。

　　TheSteeringJumpControlofaLocustBio-RobotviaAsynchronousHindlegKickings。

　　SongsongMa，BingLi，YaoLi*。

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精选问答：

　　1、为什么蚂蚱会爬？

　　蚂蚱的行走方式主要以跳跃和飞行为主，只有在它停在某株食物上，准备进食时才会缓慢爬行。

　　会，六条腿形成两个三角形，轮流向前移动

　　蚂蚱会飞，蚂蚱也就是蝗虫，是能飞行的。蚂蚱是蝗科、直翅目的昆虫，成虫的身体颜色为绿色或黄褐色，触角为淡**，前翅狭长，后翅无色透明，若虫具有24-25节的触角，5龄的若虫体长约26-46毫米左右。蝗虫主要包括飞蝗和土蝗，在我国危害的主要是亚洲飞蝗、**飞蝗、东亚飞蝗。

　　2、蝗虫种群的基本特征？

　　蝗虫，以分布广、食量大而居于各类昆虫之首，是我国历史上曾危害成灾的害虫。

　　全世界大约有1万多种蝗虫，我国约有600多种。蝗虫基本上分为两大类：一类是能远距离迁飞的，叫飞蝗；另一类是短距离飞行的称为土蝗。

　　蝗虫是昆虫外部形态特征的典型代表。昆虫一般都有两对大而长的翅膀；头、胸、腹三部分明显地分开；**有前、中、后足三对，前、中足适于步行，后足特别发达，适于跳跃；头部有一对触角，上面有感觉器，头部下方是它的咀嚼式口器，蝗虫就是靠它坚强的口器大嚼大咬庄稼的。

　　水位涨落不定的滨湖河滩、盐碱荒地、内涝及河泛地区是飞蝗的主要发生地；杂草丛生、山丘坡岗或辽阔平坦的地方，则是土蝗的巢穴。

　　蝗虫具有群聚性。一群蝗虫有时多得无法计数，落地成片，飞起遮天。所以，当虫害严重时，不管是庄稼还是树小、杂草，全部被它们一扫而光。

　　现在，人们治理蝗虫的方法很多，有生物防治、化学防治、物理防治等措施， 利用飞机喷洒农药来进行大面积灭蝗，也有很好的效果。在人们开发的昆虫食品中，蝗虫也是营养丰富的食品之一。