内容正文:
25、生物的启示
仿生
什么是仿生?
大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受、信息传递、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。
可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。
仿生事例
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。
“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
其他事例
1、从萤火虫到人工冷光
2、电鱼与伏特电池
3、水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
4、根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
芒刺和维可牢
芒刺和维可牢
维可牢(一种尼龙剌粘搭链)是“生物仿生”的典型例子。瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔在1941年发明了维可牢。芒刺尾部的细小的小勾激发了梅斯特拉尔的灵感。
鲨鱼皮和泳衣
从电子显微镜下看,鲨鱼皮是由称为“皮质鳞突”的无数重叠的鳞片组成。这些鳞突在长度方向有凹槽,可以调整水在其表面的流动。这些凹槽同时可阻止漩涡或者是湍流旋涡的形成。此外,粗糙的外形还以阻止藻类等的在其身上寄生。
科学家已经在泳衣设计中(现在已经在重大的比赛中禁用)和船的底部设计中利用了“皮质鳞突”的特点。同时,科学家还利用这种特点开发出需要阻止细菌生长的医疗技术。
白蚁巢穴和办公楼
白蚁巢穴看起来虽然另类,但是非常适合