十大源自动物仿生技术(上).docVIP

十大源自动物仿生技术(上)从古至今，人类一直在从大自然中吸取灵感。维可牢尼龙搭扣就是研究人员受野蓟钩刺启发做出来的，而第一代道路反射镜也是模仿猫眼结构制造的。今天，仿生学这一模仿大自然的科学已成为一个产值达十亿美元的行业。据美国《心理绒毛》杂志报道，以下是我们人类从动物王国“偷学”的十大技术。 塑料涂层(偷学对象：鲨鱼) 细菌感染恐怕是最令医院头疼的一件事：无论医生和护士洗手的频率有多高，他们仍不断将细菌和病毒从一个患者传递到另一个患者身上，尽管不是故意的。事实上，美国每年有多达10万人死于他们在医院感染的细菌疾病。但是，鲨鱼却可以让自己的身体长久保持 清洁。 与其他大型海洋动物不同，鲨鱼身体不会积聚黏液、水藻和藤壶(藤壶是一类有极强吸附能力的小型甲壳动物)。这一现象给工程师托尼·布伦南带来了无穷灵感，在对鲨鱼皮展开进一步研究以后，他发现鲨鱼整个身体覆盖着一层层凹凸不平的小鳞甲，就像是一层由小牙织成的毯子。黏液、水藻在鲨鱼身上失去了立足之地，而这样一来，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌也就没有了栖身之所。 一家叫Sharklet的公司对布伦南的研究很感兴趣，开始探索如何用鲨鱼皮开发一种排斥细菌的涂层材料。今天，该公司基于鲨鱼皮开发出一种塑料涂层，目前正在医院患者接触频率最高的一些地方进行实验，比如开关、监控器和把手。迄今为止，这种技术看上去确实可以赶走细菌。 音波手杖(偷学对象：蝙蝠) 这听上去就像一个糟糕玩笑的开头：一位大脑专家、一位生物学家和一位工程师走进了同一家餐厅。然而，这种事情确实发生在英国利兹大学，几个不同领域的专家的突发奇想最终导致音波手杖的问世：这是一种盲人用的手杖，在靠近物体时会振动。这种手杖采用了回声定位技术，而蝙蝠就是利用同样的感觉系统去感知周围环境。音波手杖能以每秒6万赫兹的速度发送超声波脉冲，并等待它们返回。 当一些超声波脉冲回来的时间超过别的超声波脉冲时，这表明附近有物体，引起手杖产生震动。利用这种技术，音波手杖不仅可以“看到”地面物体，如垃圾桶和消防栓，还能感受到头顶的事物，比如树杈。由于音波手杖的信息输出和反馈都不会发出声音，使用者依旧能“听”到周围发生的事情。尽管音波手杖并未出现顾客排队购买的景象，但美国和新西兰的几家公司目前正试图利用同样的技术，开发出适销对路的产品。 新干线列车(偷学对象：翠鸟) 日本第一列新干线列车在1964年建造出来的时候，它的速度达到约每小时193千米。但是，如此快的速度却有一个不利影响，列车驶出隧道时总会发出震耳欲聋的噪音，乘客抱怨说有一种火车挤到一起的感觉。 这时，日本工程师中津英治介入了这件事。他发现新干线列车总在不断推挤前面的空气，形成了一堵“风墙”。 当这堵墙同隧道外面的空气相碰撞时，便产生了震耳欲聋的响声，这本身对列车施加了巨大的压力。中津英治在对这个问题仔细分析之后，意识到新干线必须要像跳水运动员入水一样“穿透”隧道。为了获取灵感，作为一位业余鸟类爱好者，他开始研究善于俯冲的鸟类——翠鸟的行为。翠鸟生活在河流湖泊附近高高的枝头上，经常俯冲入水捕鱼，它们的喙外形像刀子一样，从水面穿过时几乎不产生一点涟漪。 中津英治对不同外形的新干线列车进行了实验，发现最能穿透那堵风墙的列车外形几乎同翠鸟的喙外形一样。现在，日本的高速列车都具有长长的像鸟喙一样的车头，令其相对安静地离开隧道。事实上，外形经过改进的新干线列车的速度比以前快10%，能效高出15%。 风扇叶片(偷学对象：驼背鲸) 美国宾夕法尼亚大学西切斯特分校流体动力学专家、海洋生物学家弗兰克·费什教授表示，他从海洋深处找到了解决当前世界能源危机的办法。费什注意到，驼背鲸的鳍状肢可以从事一些看似不可能达成的任务。驼背鲸的鳍状肢前部具有垒球大小的隆起，它们在水下可以令鲸鱼轻松地游动。但是，根据流体力学原则，这些隆起应该会是鳍的累赘，但现实中却帮助鲸鱼游动 自如。 于是，费什决定对此展开调查。他将一个12英尺(约合3.65米)长的鳍状肢模型放入风洞，看它如何挑战我们对物理学的理解。费什发现，那些名为结节的隆起使得鳍状肢更符合空气动力学原理：它们排列的方式可以将从鳍状肢上方经过的空气分成不同部分，就像是刷毛穿过空气一样。费什的发现现在叫做“ 结节效应 ”，不仅能用于各种水下航行器，还应用于风机的叶片和 机翼。 根据这项研究，费什为风扇设计出边缘有隆起的叶片，令其空气动力学效率比标准设计提升20%左右。费什技术的更大用途也许是用于风能。他认为，在风力涡轮机的叶片增加一些隆起，将使风力发电产业发生革命性变革。 在水面行走的机器人(偷学对象：蛇怪蜥蜴) 蛇怪蜥蜴常常被称为是“耶稣蜥蜴”，这种称呼还是有一定道理的，因为它能在水上走。很多昆虫具有类似本