尾须(cercus)是昆虫腹部端节背侧后部的一对须状物,它的表面附有多种特定的大小不等形状不同的感觉毛(sense hair),也称为感受器(receptor),这些特定的感受器在维持昆虫的生命活动中起重要的作用。研究尾须感受器的生理结构与功能对揭示昆虫感觉认知神经机制及仿生学的研究有重要意义。
尾须是昆虫重要的感觉器官,它与昆虫触角类似,表面分布着许多不同类型的感觉毛,这些感觉毛特化成各种类型的感受器,具有感觉外界环境变化的功能,在昆虫的繁殖、身体平衡等生命活动中起到非常重要的作用。根据尾须感受器形态大小及特征的分类研究,其感受器主要可分为丝毛形感受器、钟形感受器、矛形感受器、毛形感受器、刺形感受器、棒状感受器等6种类型。尾须感受器在不同的昆虫中,存在的类别不一定相同。每种感受器在其神经中枢种都有着特定的投射方式,执行不同的生理功能。对昆虫感受器的研究不仅能够对生物防治,仿生学研究起到非常重要的作用而且可对进一步探究昆虫感觉认知的神经机制提供理论依据。
研究感受器的进化为研究整个物种的进化提供了一定的理论依据。另外,昆虫尾须表面上细长的感觉毛是激发快速逃避反应的感受器,研究其反应机制对于生物防治起到非常重要的作用;而通过对昆虫尾须感受器的神经投射的研究则对昆虫机械反应的神经通路有了一定的了解,为仿生学的研究提供了科学依据。
革翅目昆虫尾须
至少有两个由DARPA资助的MAV项目受到了昆虫飞行原理的启发。迈克尔·迪金森在伯克利制造微型机械飞行昆虫的同时，乔治亚理工学院的一名研究工程师罗伯特·米切尔森正致力于Entomopter的研制。我们来仔细了解一下这两个项目。
Entomopter
2000年7月，美国专利局将一项专利授予了乔治亚技术研究公司（Georgia Tech Research Corporation），因为该公司的米切尔森发明了Entomopter，又称为多模态电子机械昆虫。根据美国专利第6,082,671号，Entomopter是为了室内操作而设计的。它将通过扇动翅膀产生升力来模拟昆虫的飞行。此外，科研人员正在研究使Entomopter可以在走廊和通风系统穿行和在门下爬行的方法。
我们来看一下Entomopter的基本部件：
1、身——正如体积较大的飞机一样，这是机器的外壳，里面装有电源和主燃料箱。Entomopter的所有其他部件都连接到机身上。
2、翼——有两个翅膀，分别位于前部和后部，以一个X形配置通过枢轴方式装到机身上。这些翅膀由薄膜制成。坚硬而灵活的翅脉在机身连接处连接到翅膀上，为翅膀提供所需的曲线，以便在上挥和下拍时都能产生升力。
3、复化学肌肉（RCM）——一个紧凑、非燃烧发动机连接到翅膀上，以产生振动动作。
传感器——传感器负责侦察前方、下方和侧面的情况。
4、像机——原型中没有配备迷你摄像机，但最终版可以携带一个摄像机或者嗅觉传感器。这种传感器将检测气味，Entomopter将跟踪气味，直至找到气味的源头。
5、面操纵机制——当Entomopter用于地面任务时，这项机制可帮助导航。
6、腿/脚——也称为表面移动发动机，这些部件可提供反摇摆惯量和辅助燃料存储。
Entomopter通过化学反应提供动力。将单元推进剂注入到机身，产生可释放气体的化学反应。气体压力逐渐增大，挤压机身中的活塞。此活塞通过枢轴方式与翅膀相连，使翅膀快速振动。有些气体通过翅膀中的通风孔排出，可用于改变任一翅膀上的升力，使装置可以转弯。Entomopter的翼展为25厘米。米切尔森说：“下一步是将RCM装置的体积降到昆虫那么大。”
在家蝇大小的装置中，每个零件都必须执行多项任务。例如，一个连接到装置背部的无线电天线也可以充当导航稳定器。腿部可以存储燃料，以调整装置重量并在飞行中起平衡作用。
