向動物學習——你所不知道的仿生學案例
向動物學習
——你所不知道的仿生學案例
大自然用了億萬年的時間創造了無數的生物，這些生物不但能夠生存，而且完美地适應了其所生存的環境。無論是哪一種生物，它們的身體結構是如此完美，對人類的生産和生活有着特殊的啟示，尤其是形形色色的動物。人類理應向動物學習。
一.貓頭鷹是完美的夜間捕獵者，是鼠類等小型哺乳動物的天敵。它們可以悄無聲息地飛向獵物發起緻命一擊。要知道，老鼠的聽覺、嗅覺等感官及其靈敏，貓頭鷹是如何做到悄無聲息靠近獵物的呢？科學家對貓頭鷹的翅膀做了深入的研究。他們發現貓頭鷹的翅膀及其柔軟，好像天鵝絨一般。這種材質的翅膀為什麼能大幅度降低噪音呢？科學家們把貓頭鷹翅膀模型放在風洞中進行試驗，發現空氣基本上是貼着翅膀表面流動的，這就減小了空氣的振動。這種材質的翅膀在飛行時能大幅度減少翅膀後面的空氣擾流，從而大幅度降低噪音。而形狀相同、材質不同的翅膀模型放入風洞中進行試驗時會發現空氣流經翅膀時不會緊貼翅膀表面，擾流比較嚴重，噪音也大。 難道我們要把飛機的翅膀粘上天鵝絨嗎？顯然不行。飛機的翅膀和貓頭鷹的翅膀有很多區别，照抄照搬顯然是不科學的。那麼貓頭鷹的翅膀還有什麼值得模仿的呢？
科學家又做了一個對比試驗，讓貓頭鷹和家鴿近距離飛過一層羽毛。家鴿的體型與貓頭鷹相仿，是很好的對比對象。試驗的結果是：當貓頭鷹飛過這些羽毛時，羽毛基本是不動的；而當鴿子飛過這些羽毛時，羽毛被大幅度的攪動。為什麼會有這麼大的差别呢？科學家對貓頭鷹和鴿子的翅膀形狀進行了對比，發現貓頭鷹的翅膀邊緣呈鋸齒狀。正是這種特殊的形狀降低了空氣的波動，加上特殊的材質，從而降低了噪音。基于這一發現，科學家制造了一台有着鋸齒狀邊緣的仿生風機。與傳統風機相比，這台仿生風機的噪音降低了80%，并且節約了能源。要知道，從電腦的散熱風扇到大型客機的發動機，從家用電風扇到大型中央空調的散熱器，風扇幾乎無處不在。如果這些風扇都能換成仿生風扇，将大幅度降低噪音和能源消耗，對節約資源、保護環境、促進人與自然和諧相處都有着不可估量的現實意義。
二.翠鳥是一種可愛的小型鳥類，以捕食水中的小魚為生。但我們都知道，水面會反射太陽的光線。當我們俯瞰水面時會受到反射光的影響，看不清水下的情況。如果水是流動的或水面受風的影響而産生波浪，就更加看不清水下的情況。那麼翠鳥是如何對水下的情況“一目了然”的呢？答案就藏在翠鳥的眼睛裡。翠鳥的眼睛與人類相比除了大小差别很大外，結構也存在着巨大差異。翠鳥的眼睛裡有一種特殊的細胞，能夠濾除太陽光中的藍色光。而太陽光中的藍光是導緻我們看不清水面的主要光線，所以，翠鳥可以輕而易舉的看清水下的情況。而人類的眼睛中沒有這種特殊的細胞，所以我們看不清水下的情況。
翠鳥眼睛的特殊功能對我們人類有什麼啟示呢？
科學家仿照翠鳥的眼睛制造了一台仿生學攝像機，這台攝像機除了具有傳統攝像機的攝像功能外，還有一個特殊功能，那就是能夠濾除太陽光中的任何一種光線。顯然，這台仿生攝像機的功能比翠鳥的眼睛還要強大。為了驗證這台攝像機的功能，科學家們做了對比試驗。将傳統攝像機安放在直升機上對波濤洶湧的大海進行航拍，得到的圖像很單一，監視器上僅僅出現了藍色的海浪。而将仿翠鳥眼睛攝像機安放在直升機上對同一海域進行航拍時，監視器上出現了不一樣的情景：這片海域有兩頭海豚和三頭座頭鲸，其中有一頭是幼鲸。這樣的結果令科學家喜出望外。有了這樣的攝像機，科學家們就有可能對鲸類的覓食、遷徙、繁殖等習性進行跟蹤研究，從而保護這類瀕危物種。這對維護海洋的生态平衡、保護物種多樣性具有巨大的意義。當然，筆者不希望這種高端産品落入日本的捕鲸者手裡，否則，後果不堪設想！
三.兀鹫是世界上最大的食腐鳥類，專門吃死去的動物的屍體。兀鹫可以在空中飛行數小時尋找動物的屍體而不會疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點就必須消耗大量的能量，而兀鹫飛行同樣的時間所消耗的能量卻很少。科學家們通過觀察發現，兀鹫在飛行時翅膀幾乎是不動的，它們主要是靠上升氣流為其飛行提供足夠的升力。與其說兀鹫是在空中飛行，還不如說兀鹫是在空中滑翔。兀鹫能夠做到這一點，除了兀鹫的翅膀十分寬大外，翅膀的形狀也起到了很大的作用。科學家們發現，兀鹫在空中飛行時幾乎不需要振動翅膀，這就意味着這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鹫在空中長時間飛行而不會疲憊的原因。根據這一發現。科學家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統潛艇的區别是加裝了仿兀鹫翅膀的結構，類似于飛機的機翼。這一看似簡單的結構卻給這艘潛艇提供了相當大額外的動力，可以使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說，在加裝相等的燃料的情況下，仿生潛艇的續航裡程是傳統潛艇的幾倍。這就為科學家進行海洋科研提供了便利。以前，科學家們對某一海域的海底進行研究時，必須先到達指定海域，然後釋放科研潛艇，而且，必須受時間的限制。因為傳統潛艇的續航裡程實在是有限。為此，科學家們不得不放棄很多馬上就要觀察到的現象，這對科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進行科研不必非要到達預定海域，在水下潛行也幾乎不受時間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展提供了便利。比如，利用這種潛艇可以長時間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動情況；可以潛入更深的海裡觀察深海生物的活動規律等。這對人類認識海洋，保護海洋，開發利用海洋都有着不可估量的意義。
造物主的神奇給人類以巨大的啟迪，仿生學的研究也才剛剛開始。向動物學習，我們還有很長的路要走。
——你所不知道的仿生學案例
大自然用了億萬年的時間創造了無數的生物，這些生物不但能夠生存，而且完美地适應了其所生存的環境。無論是哪一種生物，它們的身體結構是如此完美，對人類的生産和生活有着特殊的啟示，尤其是形形色色的動物。人類理應向動物學習。
一.貓頭鷹是完美的夜間捕獵者，是鼠類等小型哺乳動物的天敵。它們可以悄無聲息地飛向獵物發起緻命一擊。要知道，老鼠的聽覺、嗅覺等感官及其靈敏，貓頭鷹是如何做到悄無聲息靠近獵物的呢？科學家對貓頭鷹的翅膀做了深入的研究。他們發現貓頭鷹的翅膀及其柔軟，好像天鵝絨一般。這種材質的翅膀為什麼能大幅度降低噪音呢？科學家們把貓頭鷹翅膀模型放在風洞中進行試驗，發現空氣基本上是貼着翅膀表面流動的，這就減小了空氣的振動。這種材質的翅膀在飛行時能大幅度減少翅膀後面的空氣擾流，從而大幅度降低噪音。而形狀相同、材質不同的翅膀模型放入風洞中進行試驗時會發現空氣流經翅膀時不會緊貼翅膀表面，擾流比較嚴重，噪音也大。 難道我們要把飛機的翅膀粘上天鵝絨嗎？顯然不行。飛機的翅膀和貓頭鷹的翅膀有很多區别，照抄照搬顯然是不科學的。那麼貓頭鷹的翅膀還有什麼值得模仿的呢？
科學家又做了一個對比試驗，讓貓頭鷹和家鴿近距離飛過一層羽毛。家鴿的體型與貓頭鷹相仿，是很好的對比對象。試驗的結果是：當貓頭鷹飛過這些羽毛時，羽毛基本是不動的；而當鴿子飛過這些羽毛時，羽毛被大幅度的攪動。為什麼會有這麼大的差别呢？科學家對貓頭鷹和鴿子的翅膀形狀進行了對比，發現貓頭鷹的翅膀邊緣呈鋸齒狀。正是這種特殊的形狀降低了空氣的波動，加上特殊的材質，從而降低了噪音。基于這一發現，科學家制造了一台有着鋸齒狀邊緣的仿生風機。與傳統風機相比，這台仿生風機的噪音降低了80%，并且節約了能源。要知道，從電腦的散熱風扇到大型客機的發動機，從家用電風扇到大型中央空調的散熱器，風扇幾乎無處不在。如果這些風扇都能換成仿生風扇，将大幅度降低噪音和能源消耗，對節約資源、保護環境、促進人與自然和諧相處都有着不可估量的現實意義。
二.翠鳥是一種可愛的小型鳥類，以捕食水中的小魚為生。但我們都知道，水面會反射太陽的光線。當我們俯瞰水面時會受到反射光的影響，看不清水下的情況。如果水是流動的或水面受風的影響而産生波浪，就更加看不清水下的情況。那麼翠鳥是如何對水下的情況“一目了然”的呢？答案就藏在翠鳥的眼睛裡。翠鳥的眼睛與人類相比除了大小差别很大外，結構也存在着巨大差異。翠鳥的眼睛裡有一種特殊的細胞，能夠濾除太陽光中的藍色光。而太陽光中的藍光是導緻我們看不清水面的主要光線，所以，翠鳥可以輕而易舉的看清水下的情況。而人類的眼睛中沒有這種特殊的細胞，所以我們看不清水下的情況。
翠鳥眼睛的特殊功能對我們人類有什麼啟示呢？
科學家仿照翠鳥的眼睛制造了一台仿生學攝像機，這台攝像機除了具有傳統攝像機的攝像功能外，還有一個特殊功能，那就是能夠濾除太陽光中的任何一種光線。顯然，這台仿生攝像機的功能比翠鳥的眼睛還要強大。為了驗證這台攝像機的功能，科學家們做了對比試驗。将傳統攝像機安放在直升機上對波濤洶湧的大海進行航拍，得到的圖像很單一，監視器上僅僅出現了藍色的海浪。而将仿翠鳥眼睛攝像機安放在直升機上對同一海域進行航拍時，監視器上出現了不一樣的情景：這片海域有兩頭海豚和三頭座頭鲸，其中有一頭是幼鲸。這樣的結果令科學家喜出望外。有了這樣的攝像機，科學家們就有可能對鲸類的覓食、遷徙、繁殖等習性進行跟蹤研究，從而保護這類瀕危物種。這對維護海洋的生态平衡、保護物種多樣性具有巨大的意義。當然，筆者不希望這種高端産品落入日本的捕鲸者手裡，否則，後果不堪設想！
三.兀鹫是世界上最大的食腐鳥類，專門吃死去的動物的屍體。兀鹫可以在空中飛行數小時尋找動物的屍體而不會疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點就必須消耗大量的能量，而兀鹫飛行同樣的時間所消耗的能量卻很少。科學家們通過觀察發現，兀鹫在飛行時翅膀幾乎是不動的，它們主要是靠上升氣流為其飛行提供足夠的升力。與其說兀鹫是在空中飛行，還不如說兀鹫是在空中滑翔。兀鹫能夠做到這一點，除了兀鹫的翅膀十分寬大外，翅膀的形狀也起到了很大的作用。科學家們發現，兀鹫在空中飛行時幾乎不需要振動翅膀，這就意味着這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鹫在空中長時間飛行而不會疲憊的原因。根據這一發現。科學家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統潛艇的區别是加裝了仿兀鹫翅膀的結構，類似于飛機的機翼。這一看似簡單的結構卻給這艘潛艇提供了相當大額外的動力，可以使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說，在加裝相等的燃料的情況下，仿生潛艇的續航裡程是傳統潛艇的幾倍。這就為科學家進行海洋科研提供了便利。以前，科學家們對某一海域的海底進行研究時，必須先到達指定海域，然後釋放科研潛艇，而且，必須受時間的限制。因為傳統潛艇的續航裡程實在是有限。為此，科學家們不得不放棄很多馬上就要觀察到的現象，這對科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進行科研不必非要到達預定海域，在水下潛行也幾乎不受時間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展提供了便利。比如，利用這種潛艇可以長時間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動情況；可以潛入更深的海裡觀察深海生物的活動規律等。這對人類認識海洋，保護海洋，開發利用海洋都有着不可估量的意義。
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