董淑亮，中國科普作家協(xié)會會員、江蘇省首席科技傳播專家、江蘇省十大科技傳播人物。出版《童話里的科學(xué)》《神奇的動物》《發(fā)明改變世界》《長翅膀的“偵察兵”》《四季科學(xué)童話》等科普專著100部，曾獲冰心兒童圖書獎、共青團中央“五個一”工程獎、江蘇省優(yōu)秀科普作品獎等。

螃蟹是一種甲殼動物，不僅全身披著厚厚的盔甲，而且還有一對堅硬的大鉗子，一副耀武揚威的架勢，所以被人們稱為“橫行將軍”。螃蟹在我國分布廣泛，從遼寧到福建一帶的沿海，只要是通海的江河、湖塘和水田，都能找到它們的蹤跡，像江蘇的陽澄湖、河北的白洋淀、山東的微山湖等都是著名的螃蟹產(chǎn)區(qū)。從某種程度上講，螃蟹作為美食提高了這些地域的知名度和美譽度。那么，螃蟹作為水生動物中的“橫行將軍”，給人類發(fā)明創(chuàng)造帶來了什么樣的啟示呢？

螃蟹與地基固定的啟發(fā)

如果從仿生學(xué)的角度來欣賞螃蟹的話，它那8條腿及盔甲結(jié)構(gòu)對工程中的地基固定啟發(fā)最大。2009年，在建的上海東海大橋風(fēng)電場，由34臺巨大的白色風(fēng)車組成，東西間距500米的密度，形成一片14平方千米的海上風(fēng)電示范區(qū)，裝機容量達100兆瓦，通過海底電纜傳回電力，可為10萬戶家庭提供全部用電，年減排二氧化碳相當(dāng)于停駛5萬輛汽車。可是，怎樣讓總高度超過30層樓的風(fēng)機在海里穩(wěn)穩(wěn)地扎根呢？怎樣精確地控制這400噸重的龐然大物完成吊裝呢？中國技術(shù)專家采用的就是“螃蟹式”方案：

首先，在海底斜著打入8根80多米長、直徑1.7米的鋼管，圍成一個圈；接著，在8條“長腿”上澆筑一個直徑14米的混凝土承臺，相當(dāng)于“螃蟹殼”。過一段時間后，等“螃蟹”已在海里站穩(wěn)，再把風(fēng)機整體起吊并穩(wěn)穩(wěn)地站到“蟹殼”上，這才完成安裝任務(wù)。此外，由于有一條航道穿越東海風(fēng)電場，工程專家們還為“螃蟹”設(shè)計了一套抗千噸級船舶撞擊的防護裝置。這套海上風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)施方案當(dāng)時屬于“世界首創(chuàng)”，正是模仿螃蟹身體結(jié)構(gòu)的一大“杰作”。

螃蟹與機器蟹的啟發(fā)

海洋是一個聚寶盆，可是怎樣探索海洋里的這些寶物呢？人們希望發(fā)明出一種可以在水下獨立工作的自動機器，讓它成為人類向海洋索要寶貝的得力助手?？墒?，大海深處有著巨大的壓力，而且海底坎坷不平，什么樣的機器能夠從容地在這樣的環(huán)境里工作不誤呢？仿生學(xué)家想到了螃蟹，并模仿它制造出了一種機器蟹。

螃蟹以其獨特的橫向行走方式而標(biāo)新立異于動物界。在爬行時，它常常以一邊的足尖抓住地面，另一側(cè)的步足伸直，推動著身體前進，絕不會中途摔倒。遇到障礙是可以轉(zhuǎn)向的，但并不像其他動物一樣能立即轉(zhuǎn)開，而是不斷地轉(zhuǎn)動很小的角度，做類似弧線的運動。對此，專家們采用一個由電機帶動的拉桿結(jié)構(gòu)，在著地的“蟹”腿做橫向爬動的同時，拉動“蟹”腿做縱向運動，從而帶動身體在縱向緩慢挪動。蟹的兩個前螯能夠一張一合來夾起食物，專家們就通過一個電機拉動仿生機器蟹的兩個前螯以實現(xiàn)其收攏與張開，可以自由地采集巖石樣本和海中生物，還能拿著一些工具在水下進行電焊、鉆眼等。這種機器蟹能在水下行走和作業(yè)，人可以在水面上進行遙控指揮。機器蟹身上還裝配著聲學(xué)水下探測儀和電視攝像儀等。通過電纜，機器蟹能把水下的情況清楚地顯示在海面船只的熒光屏上，讓工作人員對海底情況一目了然，并有序地指揮機器蟹在水下作業(yè)。