從隱翅蟲到人造衛星

2021-01-15 USim

大家是不是都疊過紙飛機?


在自然界,有很多動植物也會玩摺疊,比如昆蟲綱鞘翅目的甲蟲,它們的翅膀大多數分為前翅和後翅,前翅為鞘翅,不能用來飛行,但比較堅硬,通常覆蓋身體的一部分並保護後翅,後翅可以摺疊收放在前翅下面。


鞘翅目甲蟲數量眾多,超過全動物界其他所有目的總和,除了在海洋和極地,任何環境都可以發現甲蟲,比如我們熟悉的金龜子、天牛、瓢蟲、隱翅蟲等...還有屎殼郎。


隱翅蟲收翅


正在展開後翅的屎殼郎


如果加以細分,你會發現,昆蟲們的摺疊收翅方式是分不同門派的,像下圖中展示的那樣,摺疊率和複雜程度依次遞增,頂級選手是來自昆蟲綱革翅目的蠼螋(qú sōu,俗稱「耳夾子蟲」,Earwig):


馬蜂 - 縱向摺疊

螞蚱 - 扇形摺疊

隱翅蟲 - 橫向摺疊

蠼螋 - 組合式摺疊


昆蟲摺疊收翅的「四大門派」


蠼螋前翅(小,革質)與後翅(大,膜質)


蠼螋前翅為很小的革翅,後翅完全展開則非常大,摺疊後要全部收放到前翅「小馬甲」下,需要極大的摺疊率。


蠼螋後翅完全展開


蠼螋展翅過程


蠼螋組合式摺疊收翅的摺疊順序是扇形摺疊→橫向摺疊→縱向摺疊;研究表明,蠼螋進化出巧妙的鎖能結構,使膜翼展開後能夠自穩定,並保持足夠的抗彎剛度,便於撲翼飛行。



蠼螋膜翼鎖能結構


蠼螋組合式摺疊收翅Abaqus模擬(ETH)


隱翅蟲橫向摺疊收翅Abaqus模擬


像昆蟲一樣,人類對摺疊的追求也是與生俱來的,這種對有限空間的依賴與不安似乎從蜷縮在子宮時就刻畫在腦海,我們疊飛機小船,以摺疊為樂,還設計出摺疊桌椅、翻蓋手機、甚至還要摺疊屏幕。


如何最高效的利用有限的空間,在航天領域更為重要,例如,日本採用三浦摺疊部署衛星的大型太陽能電池板,然後在太空中展開;NASA噴氣推進實驗室在摺紙專家Robert Lang的幫助下設計出高摺疊率的太陽能電池陣列。


三浦摺疊Abaqus模擬


高摺疊率太陽能電池陣列(NASA/JPL)


衛星太陽能電池板摺疊


衛星太陽能電池板展開


參考資料:

Wikipedia詞條

A Drone with Insect-Inspired Folding Wings

Bioinspired spring origami

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    每到蚊蟲泛濫之際,在朋友圈裡就經常能看到某市民被隱翅蟲咬傷或拍打後導致皮膚潰爛的新聞。很多人被這種殺傷力巨大的蟲子嚇得不輕,在野外遇到陌生的蟲子都不敢處理。什麼是隱翅蟲?隱翅蟲真如傳聞中所說的那樣拍不得嗎?什麼是隱翅蟲隱翅蟲蟲體細長,長約0.3~2.5釐米,形如螞蟻,整個身體由黑黃二色相間組成。「隱翅蟲」又叫「影子蟲」,因翅膀不可見而得名。
  • 隱翅蟲
    最近又被隱翅蟲咬了。隱翅蟲很狡猾,總是趁我不備,在夜間偷襲,好在被咬出了經驗,自有對付的辦法,所以也算不上受傷。我見過最毒的隱翅蟲是黃足毒隱翅蟲,黑足毒隱翅蟲和奇異毒隱翅蟲,從字面上可以看出它們的特徵,也很好分辨它們的毒性。
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  • 開封市民家中現隱翅蟲
    對此,醫生表示,夏天隱翅蟲皮炎多發,但是並沒有網絡上傳得那麼嚴重。在家中時要關好紗窗。市民家中發現隱翅蟲6月15日上午,開封市民杜先生給大河報打來電話,說在自己的家中發現了隱翅蟲。隨後記者在杜先生家中看到,這隻隱翅蟲大約5毫米長,已經沒有觸角和腿。
  • 有毒隱翅蟲濟南還真有 專家:拍到身上人會過敏
    有毒隱翅蟲濟南還真有 專家:拍到身上人會過敏 2012-07-03 10:35:00     作者: 楊芳    來源: 山東商報
  • 怎樣防治隱翅蟲 - 百度經驗
    隱翅蟲喜光,夏季電腦一族、在公園約會的情侶及野外活動的民工都是隱翅蟲皮炎的高危險群,侵害之部位主要為沒有衣物遮蔽的部位。為防止由隱翅蟲引發的皮炎皮肉之苦,歐醫生建議市民,夏季儘量不要在野外或草地上活動,不得已時要穿長褲遮掩皮膚;睡覺時候使用蚊帳以儘量減少隱翅蟲;看到隱翅蟲停在皮膚上時,千萬不能打死它,以免大量毒液濺出,最好用口將蟲子吹走即可。一旦不幸被隱翅蟲的毒液接觸了皮膚,馬上用鹼性的肥皂水洗接觸的皮膚,然後及時到醫院就診,切勿病急亂投醫或迷信偏方。夏季睡覺要關好門窗。
  • 南京倒是真出現了隱翅蟲
    醫生認為,「隱翅蟲能致人死亡」的傳言誇張了   25日晚上,南京市民方先生(化名)開窗、赤膊入睡,半夜感覺一隻小蟲在肚皮上爬,他隨手拍死後就繼續睡覺了。誰知第二天早上醒來,腹部出現了一大片紅斑,到了夜裡,甚至出現頭痛、頭昏及發燒的症狀。方先生趕緊到南京市第二醫院就診,經皮膚科診治,確認其患上了隱翅蟲皮炎。
  • 隱翅蟲傷人 可用肥皂水處理
    ,這種很小的昆蟲會爬上你的頸項、手臂等部位,其分泌的毒液將會使得接觸到的皮膚變得又癢又痛。華西城市讀本記者從自貢市多家醫院了解到,今年6月份以來,隱翅蟲皮炎的患者開始多了起來,「6月份的時候,平均每天都有一個病人來醫院看病。」自貢市三醫院皮膚科副主任童曉博說。案例一覺醒來 她右臉又紅又腫李女士是自貢一家醫院的醫生,7月2日晚上,她像往常一樣吃飯睡覺,可第二天醒來後,她的眼皮開始腫了起來,「當時又不痛又不癢,以為是被蚊子之類的蟲子咬了。」
  • 關於隱翅蟲防治的溫馨提示
    現將「隱翅蟲」的特徵及防治方法介紹如下:隱翅蟲又被稱為「影子蟲」,因翅膀不可見而得名,屬昆蟲鋼,鞘翅目,隱翅蟲科。自然界中的隱翅蟲約有250多種,其中,毒隱翅蟲對人有威脅。毒隱翅蟲為一種黑色蟻形小甲蟲,蟲體長0.6——0.8cm,頭黑色,胸橘黃色,有一對膜翅。毒隱翅蟲的毒液會引起急性皮膚炎症,痊癒後傷口顏色與周圍皮膚會有差異。
  • 隱翅蟲毒液沾到會死? 醫生稱是謠言 遇蟲咬勿拍死
    浙江在線07月22日訊近來,一則關於隱翅蟲叮咬會生致命水皰的信息,在微信朋友圈流傳。「全球發出警示!隱翅蟲,在你身上時絕對不要打,它身上有毒液,接觸到皮膚,就死定了!」隱翅蟲是什麼?它的毒液真有這麼厲害?  被隱翅蟲侵襲脖子像火燒  近段時間,正是隱翅蟲皮炎的高發期。
  • 隱翅蟲!
    隱翅蟲又被稱為「影子蟲」,鞘翅很短,腹部全裸,乍看像沒有翅膀,故名「隱翅蟲」。全世界包括3200多個屬,約46200種,並且每年以300-400個品種的速度增加,但並非全部有毒。毒隱翅蟲多數細長,體小,身長0.6~0.8釐米。毒隱翅蟲的發育為完全變態。有些大型種類有美麗的黑色和黃色,像胡蜂;有的外形和行為均像兵蟻。顏色鮮豔的為毒隱翅蟲。
  • 隱翅蟲劇毒致命是真的嗎?
    、青腰蟲、青螞蟻等,因翅膀不可見而得名,其狀似白蟻,體長約0.5至1.0釐米,身體為橘黃色,頭、胸及尾部為鐵青色,南方地區包括四川( 農用地、 商住地、 工業地) 是隱翅蟲的重要分布地,而北方則較少,下面我們就一起來看一看隱翅蟲劇毒致命是不是真的吧!
  • 被隱翅蟲「咬」是種什麼體驗?
    被隱翅蟲「咬」是種什麼體驗?我看看,這可能是隱翅蟲引起的。這種蟲子像個螞蟻,你覺得痒痒,隨意擼一下,可能就把它拍死了,它的毒液溢出到皮膚上,就會引起皮炎。
  • 學校如何防治隱翅蟲?
    夏季各類蟲子滋生生長,隱翅蟲就是對人造成傷害最大的一類,隱翅蟲孳生在潮溼的地方,如淡水湖邊、水溝、池塘、河流漫灘、雜草叢等地方,具有明顯的向光性,同時還具有向高性,在同等條件下,隱翅蟲總是喜歡飛向高處。