問題詳情

人類的航太技術已經相當成熟，但與昆蟲相比，仍然落後許多。昆蟲既沒有雷達偵測，也沒有GPS系統，更不可能掛載大型電腦或借助其他昆蟲幫忙導航。就視覺系統與人類相比，昆蟲的複眼無法聚焦，也不能轉動，牠們是如何成功著陸的呢？據研究，昆蟲飛行時靠的是全身上下大量的感受器，其中最重要的就是複眼。昆蟲的複眼負責接收視覺訊息，由許多小眼所組成，每個小眼能偵測1～2視角內光線的變化。相鄰的小眼共同組成偵測光線移動的基本單位，以6個小眼為一組，可感受飛行中所產生的光影流的局部向量，並以這訊息判斷從飛行到著陸的各種參數。所謂光影流，就是生物體在運動時，視覺範圍內所有可見物體的移動方向。譬如我們筆直前進，所有的物體都會從我們的視覺中心往外擴散，物體產生的局部向量都指向離開視覺中心的方向。同理，當我們往上運動時，在我們的視野內，光影流的局部向量都是往下的。昆蟲就是利用光影流的資訊，調整降落時的飛行速度、俯角，以及伸足觸地的時機，並得以安全著陸。光影流除了可做為昆蟲平緩降落的依據外，也能幫助昆蟲閃避障礙物、防止碰撞、偵測本體旋轉方向、鎖定飛行的中心軌道、入巢、編隊飛行，或增強在雜亂背景環境狀況下的飛行判斷，例如強風或被雨滴擊中，在飛行時的控制上扮演極重要的角色。昆蟲在飛行時會即時產生相對的光影流，光影流的速度取決於昆蟲的飛行速度，光影的大小則取決於物體與昆蟲之間的距離。當昆蟲降落，迫近地面時，會展現特定的降落姿勢。以蒼蠅為例，首先翅膀的拍動模式會改變，然後把前足高舉，當前足觸及降落面時，中足同時也往降落面方向施力，前、中足都抓穩後，後足才往降落平面伸直，最後6隻腳都能成功地接觸降落面，完成降落。昆蟲的降落姿勢是一種固定的行為模式，當物體與昆蟲的距離縮短，或物體迅速膨大時，都可引發昆蟲探足降落。此外，在越接近地表或降落面時，所接受到的反射光範圍越小，光強度也隨著下降，這背景亮度下降也可引發昆蟲的降落行為。人類利用大量感應器及複雜的運算來得知飛行的速度、高度、傾斜的狀態。相較於人造飛行器，昆蟲僅利用少量的感應資訊及簡單的原理，便把飛行展現得非常完美。若將此概念運用在科技上，將獲益良多。例如，在國防科技層面，利用光流的原理對於現有的飛行器做修正，可以補強飛機降落的穩定性和安全性，對於飛行速度、角度也有更多的參考依據，並可在正確適當的時機放下降落緩衝的位置。此外，利用此原理亦可研發微型飛行器，執行偵察或救援的任務。在衛生安全方面，也有助於對偏遠地區的監測或疫區的探索。昆蟲的飛行機制是經過長時間的精進演化，對人類而言，飛行器的問世不過1世紀而已，要在短時間內發展出高度靈活精巧的飛行系統，師法自然界的昆蟲絕對是一個正確的方向。節錄、改寫自楊恩誠、陳宏源〈昆蟲機師的完美著陸〉
42.下列昆蟲飛行方向及光影流方向圖示，何者正確？
(A)飛行方向：←；光影流方向：↓
(B)飛行方向：←；光影流方向：↑
(C)飛行方向：←；光影流方向：←
(D)飛行方向：←；光影流方向：→

參考答案

答案：D
難度：適中0.602041
統計：A(33),B(26),C(19),D(118),E(0) #
個人：尚未作答書單：字義差異

內容推薦

內容推薦