短小精幹雞母蟲，誰說我不擅長挖洞？順便教教你怎麼設計機器人。

最鄰家的甲蟲王者，就連雞母蟲也能被研究？　　

大家好，我是菜編，這次要分享的論文跟之前的主題很不一樣，今天要來談談：

雞母蟲怎麼挖洞的？

　　白白胖胖的雞母蟲是鍬形蟲、兜蟲等昆蟲幼蟲的通稱，據說是因雞鴨啄土時會不經意翻出，富含蛋白質的蟲體剛好能作為養分補充來源，所以農戶們才將其命名為「雞母蟲」，而本篇論文的主角獨角仙（Trypoxylus dichotomus），算是最家喻戶曉的甲蟲了吧？菜編小時候養的第一隻甲蟲也是獨角仙，寫到這邊講個題外話，因為當時不知道雄獨角仙的生殖器長什麼樣子，以為是什麼不知名的附著物，趕忙緊張地用剪刀剪掉它，現在想起來無知真可怕，也很對不起那隻獨角仙。

　　不過，不只小朋友喜歡養雄壯威武的獨角仙，連大阪大學的研究者也對牠們的幼蟲感到好奇，尤其是這些土中居民的挖洞方式，或許能給工程師新的挖洞建議！

古城裡的革新力量，持續創造的大阪大學

　　提到大阪，印象深刻之一就是那些古色古香的建築物，而坐落其間的大阪大學（OSAKA University）成立於1931年，起源自1838年由高安先生（OGATA Koan）成立的私塾，這間私人學校兼具疫苗研究和霍亂治療的功能，也培養出許多明治時期為日本開闢道路的人才，1869年高安先生的兒子和荷蘭醫生協助明治政府建立了醫學大學，之後歷經多次改制跟擴編，時至今日才有了這在日本數一數二研究型綜合大學 – 大阪大學，且仍不間斷地創新，並融合文化創造，面向全球發展。

酒糟不要舔（不要模仿他人，要開闢自己的道路） 　　　　– NAGAOKA Hantaro 大阪大學第一任校長

旋轉跳躍我閉著眼，硬土看不見，你卡住了沒？

　　身為活在土裡的動物，微胖的雞母蟲好像不太適合鑽洞，但這靈活的小傢伙卻有自己的絕佳妙計！首先以透明小盒子觀察，可以看到雞母蟲旋轉鑽入土裡，土壤硬度（Hard condition：土比較硬的狀況）很明顯地影響到牠移動的速度跟軌跡，不過科學家卻發現這個方法有一個嚴重缺陷，如果各位有看過之前關於影像處理的研究分享，應該也看得出這樣的影像清晰度有點問題？

　　就算小盒子很窄，土裡的雞母蟲還是有太多部位被土屑擋住，嚴重影響到影像辨識的品質，不過聰明的研究者卻以「吸管」解決了這個問題，在堆滿吸管的小盒子裡，直徑6毫米的吸管效果相當於硬土，10毫米的則相當於軟土，採用這樣的介質，就能在移動過程中清晰地看到蟲體的各個位置，也能準確的追蹤移動路線（右圖），沒想到吸管除了能被拿來喝飲料，還會有這樣一個新的用途。

　　最後，研究結果發現雞母蟲確實會依土壤的硬度跟顆粒大小改變挖洞方式，面對比較硬的介質移動比較緩慢，途中會採取較多的旋轉動作，而在較軟的介質裡，則能順利地直線向下進發，跟在鬆軟土壤裡唯一的行為差異，就是在10mm吸管堆中，雞母蟲會再向上移動，不過這個部分作者安達先生就沒有特別論述原因。

研究雞母蟲怎麼動能帶來科技發展？我才不信。

　　不知道大家有沒有聽過生物仿生學（Biomimicry）？這個學科的基本意義就是「取法生物機制發展新科技」，舉例來說，魔鬼氈就是照黏在動物毛髮上的刺果為目標所設計出來的。另外，近年來也有許多勘災機器人以模擬動物的移動方式進行開發，像是蛇型機器人，甚至還有柏克萊大學的蟑螂型機器人，而經由這個研究曝光的雞母蟲挖洞大法，是否能為挖洞機器人帶來新的技巧呢？讓我們拭目以待。

　　菜編大二的時候曾參加過全球仿生設計競賽，這個比賽希望參賽學生以生物機制做為發想，結合不同領域的人，產出一個從產品生產、設計到完備商業模式的專案，不用實際做出來，但想法要夠創新，也要夠完整，並具一定程度的可行性，該競賽每年都會舉辦，在全球賽之前也都會先有臺灣海選，這幾年因為新北市政府大力支持，獎金比當年豐碩許多，歡迎有興趣的人報名參加，有任何問題也能留言或私訊詢問。

台灣仿生科技發展協會 Biomimicry Taiwan

仿生學(Biomimicry)這個名詞來源於希臘文「Bio」-- 意思是「生命」，「mimic」-- 意思是「模仿」。仿生科技是一種仿效生物38 億年演化經驗的科技，舉凡型態、過程、以及生態系統都是模擬的基礎。

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資料來源：

1. 大阪大學歷史：https://www.osaka-u.ac.jp/en/guide/history.html
2. 論文本文： Adachi, H., Ozawa, M., Yagi, S.et al.Pivot burrowing of scarab beetle (Trypoxylus dichotomus) larva.Sci Rep11,14594 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-93915-0