蚂蚁与蜜蜂范例(3篇)
蚂蚁与蜜蜂范文
关键词：蜂蜜；近红外光谱（NIR）；小生境蚁群算法（NACA法）；偏最小二乘支持向量机（LS-SVM）
中图分类号：S896.1；TS207.3文献标识码：A文章编号：0439-8114（2014）02-0430-04
IdentificationofHoneyAuthenticitybasedonLS-SVMandNACA
LIANGXiu-ying
（CollegeofEngineering，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070，China）
Abstract：Ashoneyhasbecomethetargetofadulterationwithcheapersweetenersandthetraditionalmethodsfordetectinghoneyadulterationaretime-consumingandinaccurate.Anewdetectionmethodofhoneyauthenticitybasedonnearinfraredspectroscopy（NIR）wasdeveloped.Thegridmethodandtheantcolonyalgorithm（NACA）methodwerecomparedtooptimizepartialleastsquaressupportvectormachine（LS-SVM）modelparametersofγandσ2withRBFkernel.TheresultsshowedthattwooptimizationmethodscouldmaketheLS-SVMmodeltoachieve100%correctidentifyrate，butNACAcangettheoptimizationsolutioninshortertimethanthatofthegridmethod.Usingthestandardnormalvariatecalibration（SNV）ashoneyspectraldatapretreatmentandspectraldatacompressedbythepartialleastsquares（PLS），theLS-SVMmodelisconstructedtodistinguishbetweenunadulteratedhoneyandadulteratedhoneysamplesintherangeof5303～6591cm-1，7012～10001cm-1andfullspectrumrange，respectively.Theresultsshowedthatthe100percentidentificationcanbeachievedintherangeof5303～6591cm-1and7012～10001cm-1.
Keywords：honey；nearinfraredspectroscopy（NIR）；antcolonyalgorithm（NACA）；partialleastsquaressupportvectormachine（LS-SVM）
蜂蜜是一种天然营养食品，含有丰富的糖类、蛋白质、氨基酸、多种维生素和矿物质等营养物质，经现代医学临床应用证明，服用蜂蜜可促进消化吸收，增进食欲，镇静安眠，提高机体的免疫力[1，2]。根据国际仪器法典、欧盟蜂蜜标准等国际标准规定，蜂蜜中不允许添加任何物质，也不允许从蜂蜜中去除某些成分[3]。然而，近年来由于经济利益的驱使，在蜂蜜的生产、加工、销售过程中，往往被加入其他价格低廉的甜味物质，如果糖、工业糖浆等，这些都制约了我国蜂蜜的出口，严重影响了国内蜂农和消费者的利益。因此研究快速、准确的方法来鉴别蜂蜜真伪，对中国蜂业的健康发展具有重要意义。
蜂蜜的主要成分为糖类，其中60%～80%是人体容易吸收的葡萄糖和果糖。在蜂蜜中掺入廉价的果葡糖浆是目前国内市场上最常见的蜂蜜掺假手段之一，尽管糖浆与蜂蜜中的葡萄糖、果糖成分类似，且当添加量控制在一定范围内时，难以用感官和常规化学方法检出，但在品质和营养价值方面与纯蜂蜜差异很大。
近红外光谱（NIR）分析技术具有快速、非破坏、无污染、可在线测量[3]等优点，已广泛应用于医药、食品、农业等领域。
蚁群算法又称蚂蚁算法，是Marco1992年提出的模拟进化算法，是一种求解组合最优化问题的新型通用启发式方法，该方法具有正反馈、分布式计算和富于建设性的启发式搜索的特点，目前已被成功应用于人工智能、交通等领域。但该算法易出现“早熟”现象，即搜索进行到一定程序后，所有个体所发现的解都完全一致，不利于发现更好的解[4]。NACA法具有较强的局部搜索能力，对蚁群算法后期进行局部搜索，可找到更优解。
偏最小二乘支持向量机（LS-SVM）是经典SVM改进后的算法，在解决小样本、非线性及高维数据上具有许多特有的优势；另外，LS-SVM能较好地解决近红外光谱建模时出现的过拟合、局部最小点等问题，模型的稳健性可得到较大的提高。但采用LS-SVM分析一些复杂的体系时，需要对LS-SVM的模型参数进行优化[5]。
本试验基于NIR对蜂蜜用果糖溶液掺假进行了定性分析。比较了NACA法与网格法等优化方法，并确定了NACA法为LS-SVM模型参数的最佳优化方法；在不同光谱区域将NACA法用于LS-SVM建模参数的优化，建立蜂蜜真伪的LS-SVM识别模型，并确定了最佳建模波段。
1材料与方法
1.1光谱采集仪器及方法
试验用真蜂蜜为华中农业大学的康思农蜂蜜，共3个品种，分别是野、荆条、枣花蜜，共66个样品。
掺假用果糖溶液为盾皇品牌的调味糖浆，主要配料为果葡糖浆、纯净水、葡萄糖、添加剂等。由于部分蜂蜜存在结晶现象，因此在掺入果糖溶液之前先将蜂蜜搅拌均匀并置于45℃的水浴中，直至结晶完全溶化，再冷却。从溶解晶体后的真蜂蜜中任意取15个样品，每个样品都按果糖：蜂蜜（体积比）为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5的掺假量掺入果葡糖浆，共得到74个掺假样品。
试验采用赛默飞世尔科技公司生产的AntarisII傅里叶变换近红外（FT-NIR）光谱仪。样品采集方法如下：采用傅里叶透射方式采集蜂蜜光谱，附件为玻璃管，光程为6mm，扫描谱区为4000～10001cm-1，分辨率为8cm-1，扫描次数为64次。每个样品测试3次光谱后取平均值，得到140个样品光谱数据。在样本总集中采用KS法抽取94个样本作为建模集，剩下46个样本成为测试集。光谱数据处理采用MatlabR2007b编程实现。
1.2化学计量学分析方法
每个样品采集的光谱数据有1557个变量，各变量之间存在多重相关性，会使所建模型与训练样本集产生“过拟合”，使预测的适应性反而大大下降[6]。因此要选择少而精的变量输入进行建模。首先采用偏最小二乘法（PLS法）将预处理后的光谱数据进行压缩，得到相应的可表征原始信息的特征向量，然后将特征向量作为LS-SVM的输入构造分类器[3]，LS-SVM的参数σ2和γ采用NACA法来优化。
1.2.1PLS法PLS法利用对系统中的数据信息进行分解和筛选的方式，提取对因变量的解释性最强的综合变量，辨识系统中的信息与噪声，从而克服变量多重相关性在系统建模中的不良作用。与主成分法相比，PLS法压缩成的主成分所含信息更精确地表达了输入与输出之间的关系[7]。
1.2.2实数编码的NACA法NACA法的基本思路是随机产生n个蚂蚁的初始群体，使蚂蚁随机分布在函数的可行域上，根据优化函数计算每个蚂蚁的初始信息素，信息素与函数值呈正比，根据每个蚂蚁的当前信息素和全局最优信息素求出蚂蚁的转移概率，每个蚂蚁根据转移概率的大小来决定是进行局部寻优还是全局寻优，蚂蚁每移动到一个新位置前，都会比较新的位置是否能使信息素（函数值）增强或减弱，若增强，则移动到新位置，同时向环境释放新位置的信息素（与函数值呈正比），若减弱，则继续试探别的方向，根据转移概率更新每个蚂蚁的位置，新位置限制在函数可行域内，蚂蚁移动到新位置后就立即更新自己的信息素[4]。
1.2.3NACA法的LS-SVM分类器优化在LS-SVM中，常用的核函数有线性内核、多项式、径向基、Sigmoid型。线性内核只有在样本数据线性可分的情况下才能得到较好的分类效果，而径向基函数可以将非线性样本数据映射到高维特征空间，可处理具有非线性关系的样本数据；径向基函数取值要比多项式内核取值简单；而Sigmoid内核在实际应用中用得很少[8]。因此，本试验用径向基函数作为LS-SVM的核函数建立蜂蜜真伪识别模型。确定了核函数后，对训练效果影响最大的是相关参数的选择，采用径向基RBF核函数的LS-SVM的参数主要有两个：γ和σ2，其中γ是控制对错分样本惩罚程度的可调参数，σ2是径向基核函数的参数。本试验采用实数编码的NACA法优化γ和σ2，具体计算步骤描述如下。
1）随机产生蚂蚁的初始位置（限制在可行域内）。
2）计算每个蚂蚁的初始信息素（与目标函数值呈正比）。
5）保存每代最优解，在每次迭代过程中，将信息素最大的蚂蚁保存下来，返回第一步，进行迭代循环。
6）得到全局最优解。如果迭代次数满足开始设置的要求，则搜索完成，从而得到最佳蚂蚁，将最佳蚂蚁转换成LS-SVM参数γ和σ2。
3结论
[1]CHENLZ，XUEXF，YEZH，etal.DeterminationofChinesehoneyadulteratedwithhighfructosecornsyrupbynearinfraredspectroscopy[J].FoodChemistry，2001，128（4）：1110-1114.
[2]杨燕，聂鹏程，杨海清，等.基于可见-近红外光谱技术的蜜源快速识别方法[J].农业工程学报，2010，26（3）：238-242.
[3]CAJKAT，HAJSLOVAJ，PUDILF，etal.Traceabilityofhoneyoriginbasedonvolatilespatternprocessingbyartificialneuralnetworks[J].JournalofChromatographyA，2009，1216（9）：1458-1462.
[4]李彦苍，索娟娟.基于熵的小生境蚁群算法及其应用[J].四川大学学报（工程科学版），2007，39（增刊）：229-232.
[5]程志颖，孔浩辉，张俊，等.粒子群算法结合支持向量机回归法用于近红外光谱建模[J].分析测试学报，2010，29（12）：1215-1219.
[6]褚小立，袁洪福，陆婉珍.近红外分析中光谱预处理及波长选择方法进展与应用[J].化学进展，2004，16（4）：528-542.
[7]齐小明，张录达，杜晓林，等.PLS-BP法近红外光谱定量分析研究[J].光谱学与光谱分析，2003，23（5）：870-872.
蚂蚁与蜜蜂范文篇2
蜜蜂会对一只小小的苍蝇言听计从，深更半夜家弃子，毫无防备地去原野上舍身赴死，你听说过吗？近年来，尤其是在北美地区，一些蜂巢曾整个毁于这种“蜂群崩溃综合征”。大清早，养蜂人发现蜂巢空空如也，却没有一只蜜蜂的尸体。杀虫剂、抗生素、病毒、真菌和捕食性动物都曾是被怀疑的对象，但是它们对蜂群的影响无法解释这种大批量死亡的现象。
随着昆虫专家的跟进，凶手终于原形毕露，它就是蚤蝇。这种蝇一般寄生在大黄蜂和某些胡蜂身上，但是加州大学旧金山分校的安德鲁・科尔领导的科研小组在加利福利亚和南达科他州的蜜蜂身上也检测出了这种寄生虫。蚤蝇悄无声息地降落在宿主腹部，两三秒内便可将卵注入其体内。它们会改变蜜蜂的行为吗？这种假设在实验室里得到证实：被寄生的蜜蜂迷失了方向，摇摇晃晃地趋光飞行，深更半夜“背井离乡”。平均7天之后，最多有13个蚤蝇幼虫从蜜蜂尸体的胸腔露了出来。
“甘做保镖”的瓢虫
为繁殖和保护后代，瓢虫茧蜂极其精妙地操纵宿主。雌蜂其实不过是在一只北美斑纹瓢虫腹部产了一个卵。茧蜂幼虫便开始在这只鞘翅目昆虫体内发育，食用宿主的组织，却并不杀死它。二十来天后，当它长到和宿主体型相近时，就会从这只倒霉的瓢虫腹腔里出来，并留下足以使宿主瘫痪的分泌物，然后在受害者爪间作茧，构筑自己完美的生存空间。
蒙彼利埃大学传染病和媒介病实验室由弗雷德里克・托马领导的法国和加拿大科研小组认为，这种方式对于瓢虫茧蜂来说并非万无一失，它必须不停地在繁殖和保护之间“左右徘徊”。一方面，它需要瓢虫的身体来养育幼虫；但是另一方面，它又不能将其完全消耗，须留些储备来度过“守护者”阶段，这个过程中瓢虫被麻痹，无法再进食。这种狡猾的操纵伎俩的确令人称奇。首先，幼虫在离开宿主身体之后，通过它从瓢虫体内出来时留下的分泌物保持对宿主的控制；而操控的过程却是可逆的，大部分寄生胡蜂不会将自己的宿主置于死地，被瓢虫茧蜂寄生过的瓢虫会存活下来。更有意思的是，它们中有1/4在被当做保镖使用后，还能神奇地恢复正常！
“温顺的僵尸”蟑螂
扁头泥蜂是令人心生恐惧的蟑螂克星，它能毫不费力地将蟑螂变成温顺的僵尸，并使其成为扁头泥蜂后代的安身之所。以色列本古里安大学的弗雷德里克揭示了其中令人难以置信的巧妙细节。为了使猎物丧失活动能力，泥蜂用上颚抓住它，再刺它两针：第一针刺向胸部，麻痹它的前爪一到两分钟；第二针刺向头部，抑制控制步伐的神经元活动。
20分钟后扁头泥蜂返回后立马攻击蟑螂要害，似乎是为了验证之前的“注射”是否奏效。任务完成，蟑螂行尸走肉般有气无力地四处乱爬。扁头泥蜂于是折断猎物的触角，用来当做吸管食用它的血淋巴（相当于昆虫的血），再拖着它回到自己的洞穴，将自己的一个卵注入它体内。两天后，卵孵化完毕，一条幼虫从内部吞噬一息尚存的蟑螂。产卵40天后，一只成年泥蜂将从僵尸般的蟑螂体中破壳而出。
“大脑被盗”的蚂蚁
真菌很难凭借自身的能力选择适合它繁殖的场所，但是僵尸真菌有值得炫耀的资本，它能把蚂蚁当做交通工具。为了让蚂蚁带它到达目的地，它不惜盗用蚂蚁的大脑！在巴西和泰国的热带森林里，莱氏弓背蚁在树上挖出巢穴。但是一旦被真菌感染，蚂蚁就会离开树冠到达地面，蚂蚁会呆在距土壤25厘米左右的下叶层，这里树叶繁茂，比树冠层更凉爽，更湿润――是真菌繁殖的理想环境。奇怪的事情发生了，蚂蚁咬着一片叶子悄然死去。
研究人员利用显微镜观测受感染蚂蚁的内部，以观察感染过程。研究小组发现，真菌不断生长，渐渐填满蚂蚁的身体和头部，引起肌肉萎缩以及肌肉纤维分离。从蚂蚁被真菌感染到完全被“僵尸化”，大约耗时3～9天。刚开始时，受感染的蚂蚁如往常一般从事日常工作，和其他蚂蚁互动，甚至给幼虫喂食。随着时间的推移，真菌部分会增多到蚂蚁再也无法控制自己的行为。这项新研究同时发现，这种真菌往往会在正午时分杀死它的宿主蚂蚁，尽管为什么会选择这段时间仍然是一个未解之谜。
“命丧树冠”毛毛虫
蚂蚁与蜜蜂范文
1、最吸引我的是金龟甲。它身披一层坚硬的甲壳，甲壳色彩鲜艳，布满花纹斑点，闪着发光的金属色。
2、我又瞧见一只美丽的蝴蝶，这蝴蝶显然是个爱美的姑娘，刚一起床，就用触角擦了擦脸，又生怕脸上有瑕疵，便飞到有水的地方去痛痛快快地洗把脸，然后又飞回到有露水的地方，照照镜子，梳妆打扮一下，然后又抖擞一下两翼，在空中翩翩起舞。这时，太阳公公笑开了脸，蝴蝶那受美的天性便促使它赶忙躲藏到绿叶底下——这片天然的防晒油”。
3、蜜蜂很勤劳，每天早上很早就出去采蜜，一次又一次。到了天黑，吃几口蜜糖后，又马不停蹄地对采来的蜜进行加工。蜜蜂的外形并不起眼，生命也非常短暂，只有3个月左右；可它一生都不休息，勤勤恳恳地工作。它们对人类毫无所求，却为人类酿造了甘甜可口、营养丰富、可医治病痛的蜂蜜。
4、看，那只蜜蜂显得有些笨拙，好像刚睡醒似的，晕头转向的。一会儿向东，一会儿向西。忽然又一头扎向一个花朵去采粉，但那朵花朵里似乎有主人在了，这样冒昧闯入，主人自然是很不高兴，那只蜜蜂急忙飞出来，然后用前肢搭耸搭耸后脑勺，好像才恍悟过来，连声道歉。
5、昆虫王国里有趣的昆虫多得数不清，凭我们现在对昆虫的认识还是肤浅的，我们还需要探索，要进一步的去了解它们。
6、早晨，我常常可以看见蝉在树丛中飞行。扑”地一声，从这棵树飞到那棵树。来了一只，又来一只，我抬头屏息细看，可以清楚地看到树上停满了一个个寸把长的蝉。它们形体像扁平的纺锤，背上覆盖着深褐色的硬壳，透明的双翅收拢着，贴在背上，头部有两只大眼睛，尾部尖尖的。它们有的静止不动，有的在缓缓爬行；有的则不断地从这儿飞到那儿，欢快地游戏着。
7、蝉鸣不像蛙叫那样短促、跳跃，像声声鼓点，而是漫长、高亢、执著，嘶呀……嘶”，好像二胡。因此夏季田园交响乐队中，如果说青蛙是鼓手，那么蝉便是弦乐师了。试想：炎夏烈日当空，树枝纹丝不动，连鹅鸭都聚集在树阴下的时候，如果说没有这位弦乐师的高亢奏鸣，该会使人感到多么的寂寞啊！
8、一只美丽的蜻蜓落在阳台的花盆上。它全身是红色的，身上还有一道道花纹，两对又长又薄的翅膀显得十分轻巧，一双大大的眼睛明亮透明，圆溜溜的脑袋骨碌碌地转动着，显得玲珑而又滑稽。
9、蜻蜓的整个身躯细长、苗条、柔美、轻盈。蜻蜓的脑袋圆圆的，脑袋上长着一双突出的、绿宝石似的大眼睛和一张铁钳似的嘴巴，紧挨着脑袋的是它的身子。身子上面长着两对薄纱似的翅膀，身子下面是6只尖细的腿，身子后面是长长的尾巴，尾巴由许多小节组成，能自由地弯曲。
10、只见苍蝇先在蛋糕周围飞了一会儿，然后落在蛋糕上，好像用鼻子闻了闻。它并没有立即狼吞虎咽地大吃一番，而是把唾液吐在蛋糕上，蛋糕上潮乎乎的。过一会儿，我发现它头部的吸管伸进蛋糕，苍蝇在吃蛋糕了吧。过了几分钟，它排出比芝麻粒还小的白色的屎。苍蝇进食的方法如此与众不同，吐、吸、拉”一条龙。
11、你知道那圆圆的，粘在墙上的是什么吗它是神秘的蜗牛大侠”。它整天在壳里，下雨时才会出来透口气，呼吸一下新鲜空气。螳螂快刀手穿着绿色的盔甲，威风凛凛，可神气了。耍起刀”来，那可真叫好。毛毛虫老板爱生气，动不动就发脾气。你可千万别惹它，小心它的秘密武器---毛毛虫身上的毛，让你痒得要命。昆虫王国里还有：勤劳的蜜蜂，美丽的蝴蝶等昆虫。
12、看到了一个奇观”——一只蚂蚁正咬着一只死掉的蜘蛛，一步一步地向前爬。只见那只蜘蛛通体透明，被蚂蚁咬在嘴里，一动也不动。我以前只听说过蜘蛛吃蚂蚁，没想到还有蚂蚁吃蜘蛛。这个美妙的大自然真是千奇百怪呀！
13、我们开始往上爬了。这时，和我一起出来旅游的表弟忽然叫了起来：啊，快来看呀，一只大蜘蛛！”。我急忙跑过去一看，只见一只大蜘蛛在缓缓地爬着。它的身子虽然和平时的蜘蛛没什么两样，但是八条腿却长得离谱，每条都有两三厘米。它的腿不仅长，而且很细，从远处看就像只有一个身子浮在地面上。
14、一阵嗡嗡嗡”的声音由小变大，渐渐地来到院子的上空，一大群小蜜蜂，金光闪闪，正在我的头顶上旋绕。它们披着阳光，像一颗颗小金星似的穿插飞舞，穿插盘绕。然后，聚集在附近的树杈上，不一会儿，树上多了一团黑疙瘩。成群的蜜蜂停歇在树上，不停地扇动翅膀，你拥我挤，密密麻麻，转眼间，再也看不见蜜蜂平素那勤劳可爱的身影了。
15、我喜欢三种昆虫，它们分别是蝉、甲虫和蝉的幼虫。蝉大家应该见过，每到夏天，它就爬到树上吮吸着大树的汁液，还不停的叫知了，知了”。甲虫应该比较少人见过，因为它如果不是在高高的树上的话，就是在落叶下面，每当我捉到它的时候，他都会像公牛喘气一样，大声的叫着。
16、一只小蚂蚁，独自四处走动，发现了一块小面包渣，我想它一定是位高明的厨师，出来找一些东西做饭，现在它找到了，可是它搬不动，它转身往回走，来到洞穴里，不一会，蚂蚁厨师又带出了几位搬运工，它们齐心协力把食物搬了进去，今晚它们又有丰盛的晚餐喽！我仿佛嗅到了蚂蚁的饭香，我多想进去与它们一起分享啊，可是我又怕惊吓到这些小精灵们。
17、蚂蚁的生活也很有规律，它们自己干着自己的事情：小蚂蚁们在学校上学，老师在教课，它们师生都那么认真，那么全神贯注。()在小蚂蚁上学时，它们的家长在工作、上班。叮铃铃…放学铃响了，小蚂蚁们都回家了，到了家小蚂蚁向父母回报一天学的什么，父母也许会批评它们，也许会表扬它们。一只看上去非常得意的小蚂蚁，我想它一定是考了好成绩吧。
18、玉脚蜈蚣俗称天龙”，又名百脚虫”，属于节肢动物，玉脚蜈蚣有非常多的脚，数也数不清。
