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关于动物仿生学的故事

发布时间:2019-03-08     来源:ruiwen  浏览次数:40

  全球十三大动物仿生学:超强攀爬技术、鸵鸟、蜘蛛、枫树、毛毛虫、蝴蝶……这些生物都能带给我们启示,接下来为大家分享一篇关于动物仿生学的故事,希望大家从中有所启发。

  大自然用了亿万年的时间创造了无数的生物,这些生物不但能够生存,而且完美地适应了其所生存的环境。无论是哪一种生物,它们的身体结构是如此完美,对人类的生产和生活有着特殊的启示,尤其是形形色色的动物。人类理应向动物学习。

  一、猫头鹰是完美的夜间捕猎者,是鼠类等小型哺乳动物的天敌。

  它们可以悄无声息地飞向猎物发起致命一击。要知道,老鼠的听觉、嗅觉等感官及其灵敏,猫头鹰是如何做到悄无声息靠近猎物的呢?科学家对猫头鹰的翅膀做了深入的研究。他们发现猫头鹰的翅膀及其柔软,好像天鹅绒一般。这种材质的翅膀为什么能大幅度降低噪音呢?科学家们把猫头鹰翅膀模型放在风洞中进行试验,发现空气基本上是贴着翅膀表面流动的,这就减小了空气的振动。这种材质的翅膀在飞行时能大幅度减少翅膀后面的空气扰流,从而大幅度降低噪音。而形状相同、材质不同的翅膀模型放入风洞中进行试验时会发现空气流经翅膀时不会紧贴翅膀表面,扰流比较严重,噪音也大。

  难道我们要把飞机的翅膀粘上天鹅绒吗?显然不行。飞机的翅膀和猫头鹰的翅膀有很多区别,照抄照搬显然是不科学的。那么猫头鹰的翅膀还有什么值得模仿的呢?

  科学家又做了一个对比试验,让猫头鹰和家鸽近距离飞过一层羽毛。家鸽的体型与猫头鹰相仿,是很好的对比对象。试验的结果是:当猫头鹰飞过这些羽毛时,羽毛基本是不动的;而当鸽子飞过这些羽毛时,羽毛被大幅度的搅动。为什么会有这么大的差别呢?科学家对猫头鹰和鸽子的翅膀形状进行了对比,发现猫头鹰的翅膀边缘呈锯齿状。正是这种特殊的形状降低了空气的波动,加上特殊的材质,从而降低了噪音。基于这一发现,科学家制造了一台有着锯齿状边缘的仿生风机。与传统风机相比,这台仿生风机的噪音降低了80%,并且节约了能源。要知道,从电脑的散热风扇到大型客机的发动机,从家用电风扇到大型中央空调的散热器,风扇几乎无处不在。如果这些风扇都能换成仿生风扇,将大幅度降低噪音和能源消耗,对节约资源、保护环境、促进人与自然和谐相处都有着不可估量的现实意义。

  二、翠鸟是一种可爱的小型鸟类,以捕食水中的小鱼为生。

  但我们都知道,水面会反射太阳的光线。当我们俯瞰水面时会受到反射光的影响,看不清水下的情况。如果水是流动的或水面受风的影响而产生波浪,就更加看不清水下的情况。那么翠鸟是如何对水下的情况“一目了然”的呢?答案就藏在翠鸟的眼睛里。翠鸟的眼睛与人类相比除了大小差别很大外,结构也存在着巨大差异。翠鸟的眼睛里有一种特殊的细胞,能够滤除太阳光中的蓝色光。而太阳光中的蓝光是导致我们看不清水面的主要光线,所以,翠鸟可以轻而易举的看清水下的情况。而人类的眼睛中没有这种特殊的细胞,所以我们看不清水下的情况。

  翠鸟眼睛的特殊功能对我们人类有什么启示呢? 科学家仿照翠鸟的眼睛制造了一台仿生学摄像机,这台摄像机除了具有传统摄像机的摄像功能外,还有一个特殊功能,那就是能够滤除太阳光中的任何一种光线。显然,这台仿生摄像机的功能比翠鸟的眼睛还要强大。为了验证这台摄像机的功能,科学家们做了对比试验。将传统摄像机安放在直升机上对波涛汹涌的大海进行航拍,得到的图像很单一,监视器上仅仅出现了蓝色的海浪。而将仿翠鸟眼睛摄像机安放在直升机上对同一海域进行航拍时,监视器上出现了不一样的情景:这片海域有两头海豚和三头座头鲸,其中有一头是幼鲸。这样的结果令科学家喜出望外。有了这样的摄像机,科学家们就有可能对鲸类的觅食、迁徙、繁殖等习性进行跟踪研究,从而保护这类濒危物种。这对维护海洋的生态平衡、保护物种多样性具有巨大的意义。当然,笔者不希望这种高端产品落入日本的捕鲸者手里,否则,后果不堪设想!

  三、兀鹫是世界上最大的食腐鸟类,专门吃死去的动物的尸体。

  兀鹫可以在空中飞行数小时寻找动物的尸体而不会疲惫。其他种类的鸟类要想做到这一点就必须消耗大量的能量,而兀鹫飞行同样的时间所消耗的能量却很少。科学家们通过观察发现,兀鹫在飞行时翅膀几乎是不动的,它们主要是靠上升气流为其飞行提供足够的升力。与其说兀鹫是在空中飞行,还不如说兀鹫是在空中滑翔。兀鹫能够做到这一点,除了兀鹫的翅膀十分宽大外,翅膀的形状也起到了很大的作用。科学家们发现,兀鹫在空中飞行时几乎不需要振动翅膀,这就意味着这种飞行方式几乎不用消耗能量。这就解释了兀鹫在空中长时间飞行而不会疲惫的原因。根据这一发现。科学家们制造了一艘仿生小型载人潜艇。这艘潜艇与传统潜艇的区别是加装了仿兀鹫翅膀的结构,类似于飞机的机翼。这一看似简单的结构却给这艘潜艇提供了相当大额外的动力,可以使这艘潜艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是说,在加装相等的燃料的情况下,仿生潜艇的续航里程是传统潜艇的几倍。这就为科学家进行海洋科研提供了便利。

  以前,科学家们对某一海域的海底进行研究时,必须先到达指定海域,然后释放科研潜艇,而且,必须受时间的限制。因为传统潜艇的续航里程实在是有限。为此,科学家们不得不放弃很多马上就要观察到的现象,这对科研是很大的影响。而新型仿生科研潜艇就完美的解决这一难题。利用这种潜艇进行科研不必非要到达预定海域,在水下潜行也几乎不受时间的限制。这就为某些特殊的海洋科研的开展提供了便利。

  比如,利用这种潜艇可以长时间地观察珊瑚礁周边的生物活动情况;可以潜入更深的海里观察深海生物的活动规律等。这对人类认识海洋,保护海洋,开发利用海洋都有着不可估量的意义。 造物主的神奇给人类以巨大的启迪,仿生学的研究也才刚刚开始。向动物学习,我们还有很长的路要走。

关于动物仿生学的故事


 
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