一只昆虫能飞多远？

人类在地球上的行迹出现于约20万年前，而迄今地球上最古老的昆虫化石，则大约诞生于3亿7900万年之前。

点击边框调出视频工具条

点击查看：NASA土卫六“蜻蜓号”计划 ©️NASA / JHU APL

土卫六表面©️STOCKTREK IMAGES / FAHAD SULEHRIA / ROYALTY-FREE

当美国航天局（NASA）在6月27日宣布，一架四轴飞行器将于2026年出发飞往土星最大卫星土卫六泰坦（Titan）执行新任务的时候，赋予了这架无人飞行探测器这样的名字——“蜻蜓”（Dragonfly）。这只“蜻蜓”将通过8年的飞行，于2034年抵达目标星球，进行一系列有关生命起源的勘测。距太阳14亿公里的土卫六泰坦，表面地形颇为复杂，而“蜻蜓”便于长距离、大范围飞行，不同高度的飞行可以更好地捕捉大气情况，为探索生命提供丰富素材。这只身担重任的“蜻蜓”长约3米，由核电池供电，依靠旋翼提供飞行动力。

图一：NASA“蜻蜓号”于土卫六泰坦降落 ©️NASA / JHU APL

图二：NASA“蜻蜓号”于土卫六泰坦降落 ©️Johns Hopkins APL

卡西尼号记录下的土星与土卫六泰坦 ©️NASA

探索宇宙的无人机、维护生态的机器人、仿生学的设计灵感……关于昆虫的诸多自然法则，蕴藏着太多万物生存的密码，亟待人类破解。这也是东京六本木的21_21 DESIGN SIGHT于7月19日开幕的“虫展：设计原型”（Insects: Models for Design）所着重探讨的话题，展览由设计师佐藤卓与解剖学家养老孟司负责企划，呈现众多源自昆虫的设计案例。

图一：佐藤卓（Taku Satoh）， 《Weevil Legs》（シロモンクモゾウムシの脚）展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏

图二：《虫的标本群》（Specimen of Insect）展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏

图三：阿部洋介，《昆虫的形状》（虫のかたち）展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏

#石蛾的城堡 #建筑实验 #可再生材料

正如养老孟司在《虫之虫》中写道：“放大微小之物，即是放大整个世界”。昆虫的居所是绝佳的设计范本。例如石蛾的幼虫具有一种特殊的习性：搬运生活环境周边的落叶、树枝与砂石，在水下为自己筑巢。展览中展出了十八幅由摄影师小桧山贤二细心捕捉的《石蛾的巢穴》（Caddisfly Nest），仿佛“水下建筑师”的城堡图鉴。

小桧山贤二《石蛾的巢穴》（Caddisfly Nest，1980-2000）

艺术家 Duprat 的作品通过石蛾幼虫创作，用黄金、珍珠、绿松石建造水生巢茧 ©️Concept gallery, Paris and MONA Museum of Old and New Art.

著名日本建筑师隈研吾亦从石蛾的巢穴中获取灵感，他与三位建筑结构工程师合作，完成了三件风格各异的作品。隈研吾认为20世纪的建筑设计往往是先有外观，再继而进行结构上的设计。而石蛾的巢穴则全然不同，它们先是尽力收集周边环境所提供的材料，再进行着结构上的组装，在完成时外观才得以确定。如果设计的入手点不在于外观而在于结构，建筑师将进行什么样的逆转？

隈研吾建筑都市设计事务与加州大学伯克利分校环境设计学院的合作项目“Nest We Grow”（2014）©️Shinkenchiku Sha

隈研吾曾在代表作《自然的建筑》中提出“去混凝土化”，从而广泛探索自然材料。本次的三件作品均从“石蛾的巢穴”中得到启发，不仅注重结构和力学设计，同时也在材料的运用上进行了种种创新。展览中，他与江尻宪泰合作完成的作品名为《磁铁之巢》，从基本构造上来看，石蛾的巢穴就像是衣服一样包裹着身体，在这一有机的构造基础上，从石蛾的“收集”和“连接”行为中汲取灵感，作品用磁铁和黏着剂将接近球面的一个个泡沫苯乙烯材料连接在一起，形成极具强度的构造原型。

隈研吾建筑都市设计事务与工程师 Alan Burden、 Jun Sato 、Norihiro Ejiri合作作品《头发之巢》《超薄和纸之巢》展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏

图一：《磁铁之巢》

图二：《超薄和纸之巢》©️musemagazine.it

事务所与Alan Burden合作完成的另一件作品《头发之巢》，也着眼于石蛾的“收集”行为，从废物利用的角度出发，在材料上选择了延展力强大的头发以及抗压性能极强的坚果壳，创造出一种全新的可持续坚固材料；与工程师佐藤淳合作完成的《超薄和纸之巢》则使用每平方米仅重1.6克的和纸搭建，宽仅3毫米的木骨架则具有极高的强度与坚固的力学结构，世界上最薄的和纸结构，在光线下近乎透明，仿佛漂浮在空中。

隈研吾为本次展览企划之一养老孟司设计的昆虫纪念碑《虫塚》©️casabrutus.com

#昆虫的工具箱#蚁群优化算法 #解剖学图示

村山诚的《Curculio camelliae》是一幅略为特殊的象鼻虫解剖图。看似很长的“鼻子”其实是象鼻虫的口部，触角的基部位于口部的中后方。设计师通过实际的细致解剖观察，以及对相关资料的大量研究，结合3DCG技术制作了这幅仿佛是设计图纸的解剖图与分析报告。当然，观察结果的呈现也并不局限于静态图纸。设计师水江未来将幼虫破茧为成虫的过程制作成动画《茧中》（Inside the Cocoon），通过幼虫身体内部色块的快速变形和移位，来展现虫体成长的过程。

上图：村山诚，《Curculio camelliae》

下图：水江未来，《Inside the Cocoon》动画静帧

任职于庆应义塾大学的计算机工程师胁田玲带来了一项蚂蚁“观察报告”。她的《蚁群优化算法（Ant Colony Optimization）》通过三个影像，展现蚁群行为模式如何达到群体行动效率最大化的过程，在开发IoT机器和无人驾驶汽车时，这是必不可少的分析手段。以昆虫自身身体的“工具化”为灵感，设计师铃木启太提出了三个颇具趣味性的工具设计方案：“独角仙开瓶器”着眼于独角仙的强有力头角——能够举起比自身重量重数倍的物体；“蟑螂尺子”的发明源自蟑螂腿部的粘性液体，能够凭借表面白色粘性小球的张力，避免打滑；“瓢虫运动鞋”的底部覆满了“绒毛”，能够吸附于地面，并轻松地迅速离开。

Perfektron，《Beautiful and Creepy Peep Hole》

#3D打印 #最轻无人机 #修复地球

东京大学教授山中俊治所带领的《READY TO FLY》项目基于甲虫飞行前形体构造研究，通过3D打印技术实现，精巧直观地再现了在甲虫坚硬前翅的内侧，后翅是如何被折叠于内的。作品同时还运用声控技术，当人靠近，3D打印的翅膀将在一瞬间从折叠的状态伸展开来，做出飞翔的准备。无论是日常用品还是交通工具，甲虫的翅膀可以说是一个构造设计中的绝佳案例。

山中俊治、斉藤一哉、杉原寛、谷道鼓太朗村松充，《READY TO FLY》展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏；动图 © designboom

机器昆虫翼的粒子图像测速 © The Harvard Microrobotics Lab

值得一提的是，丹麦建筑公司 3XN 的独立研究子公司 GXN Innovation 就曾公布一项名为“Break the Grid”的3D打印可移动设备，通过水陆空三栖自主机器人的研发，来应对城市和自然的种种变化。例如通过3D打印来修复城市建筑物中的裂缝、打印人造礁石以保护海岸等等。除了将要飞往土卫六的“蜻蜓号”，由哈佛大学自主研发的“RoboBee X-Wing”于今年6月登上《自然》杂志（Nature）的封面。这只“蜜蜂机器人”重量仅259毫克，为世上最轻无人机，仅需太阳能供电即可实现持续飞行，可广泛运用于环境探索和救援任务中。

GXN Innovation的“Break the Grid”三栖3D打印机器人效果图

点击边框调出视频工具条

由哈佛大学自主研发的RoboBee X-Wing

一只昆虫能飞多远？

策展人以岡篤郎与小林真大的纪录片《MAO MOTH LAOS》作为展览的尾声。据统计，老挝是世界上飞蛾种类最多的国家。纪录片主人公小林真大住在距离老挝首都万象驱车需8小时、海拔高1400米的一座小村庄上。在这里，昆虫与人类紧密地共栖。影片记录下小林真大在2019年5月6日与飞蛾共同度过的平凡一天。他在大量飞蛾的环绕下，于室内室外，持续跳着街舞。一个城市入侵者的肢体与异域的自然共演，庄周梦蝶的氛围，深潜在梦幻般的影像中。

《MAO MOTH LAOS》展出现场 ©️21_21 DESIGN SIGHT 摄影：淺川敏

岡篤郎与小林真大作品，《MAO MOTH LAOS》静帧