团结合作的仿生蚂蚁
惟妙惟肖的仿生蚂蚁
2015年，德国一家名为费斯托的科技公司发布了一款仿生蚂蚁。它的身体结构完全按照真实的蚂蚁来设计，不仅蚂蚁的外部特征一应俱全，而且每个部分的比例也跟蚂蚁的一样。不过，仿生蚂蚁的块头要比蚂蚁的大很多。仿生蚂蚁长13.5厘米，重105克，相当于两个鸡蛋的重量。
仿生蚂蚁的头上有一对细长的触角。不过，这对触角的功能不是探路，而是充电。当电量不足的时候，仿生蚂蚁只要把触角抵在充电器上，就可以给自己充电。借助头部的三维立体摄像头，仿生蚂蚁能够分析出自己身处何地，并完成目标物体的定位。
仿生蚂蚁体内没有安装任何电动机，它的6条腿以及头部的微型夹持器都是由压电陶瓷驱动的。压电陶瓷是一种特殊材料，当对它施加一定的电压后，它会发生弯曲，从而推动机械运动。这种运动方式比电动机的节约能量。
压电陶瓷的工作电压高达300伏，可是电池的电压只有8.4伏，因此，仿生蚂蚁的腹部装有一个电压转换器。电压转换器能将电池的电压升高，以满足压电陶瓷的工作需要。
在仿生蚂蚁的胸部下方有一个光学传感器，它的工作原理跟光电鼠标的相似。这个光学传感器能记录仿生蚂蚁的移动距离，即便仿生蚂蚁的“眼睛”受损，仿生蚂蚁也能凭借光学传感器知道自己所处的位置。
团结就是力量
仿生蚂蚁对蚂蚁的模仿可不仅是外形这么简单，它最厉害的地方是能够模仿蚂蚁的行为，可以像蚂蚁一样通过合作来完成任务。
蚂蚁是地球上常见的昆虫，它们的体形很小，却能在自然界中占有重要的地位，主要得益于它们的团结。蚂蚁是典型的社会性生物，它们分工明确，团结合作，以群体的智慧与力量来建造巢穴、抵御天敌和抚养后代。仿生蚂蚁的设计参照了蚂蚁的以上这些特点。
在执行任务时，每只仿生蚂蚁都能够通过无线电与同伴分享信息。如果一只仿生蚂蚁接到任务，要移动某个较重的物体，它会通过无线电向同伴发出信号。其他仿生蚂蚁收到信号后，会立刻赶过来增援。它们互相配合，团结合作，一起把物体抬走。在这个过程中，不需要操作员进行遥控指挥。
研究人员希望，在不远的将来，仿生蚂蚁能够代替人类去从事一些比较危险的工作。
3D-MID打印技术
值得一提的是，这些仿生蚂蚁身上的大部分零件，包括它身体表面的那些电路，都是通过一种名为3D-MID技术打印出来的。一般的3D打印，打印的只是产品的“躯壳”，而3D-MID打印技术，能在注塑成型的塑料壳体表面上打印出具有实际功能的三维电路。
身边的仿生学
像仿生蚂蚁这样，模仿生物的形态、结构和控制原理设计、制造出来的机械，就是仿生机械。这种机械具有生物特征，并且功能更集中，效率更高。
研究仿生机械的学科称为仿生机械学，它是20世纪60年代末期，由生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术等学科，相互渗透、结合而形成的一门边缘学科。目前，仿生机械学已经广泛应用于传感器、新材料和机器人等领域，并取得了很大进展。
杨勇 摘自《我们爱科学》2024.10
