长篇阅读之科技篇:科技与自然(2)
英国和美国的研究小组都表明,这些微小刚毛的复杂设计可以用合成材料复制。Gei m博士称这一结果为“壁虎胶带”。这项技术离商业化还有几年的时间,来自斯坦福大学的托马斯·肯尼说,他是费林博士小组的成员。但是当它真的进入市场,而不是被用来制造爬墙手套,它可能会被用来作为Velcro的替代品,或者用来贴膏药。肯尼博士说,事实上,它在不能使用化学粘合剂的医疗应用中特别有用。
虽然壁虎的脚能否激发出一种新的橡皮膏还远非显而易见,但在某些领域——比如机器人——借鉴大自然的设计显然是明智之举。例如,美国宇航局正在设计的下一代太空探索飞行器将会有腿而不是轮子。肯尼博士说,这是因为腿可以带你去轮子不能去的地方。车轮在平坦的地面上工作良好,但在不平坦的地面上效率低得多。位于加州山景城的美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家们正在评估一种以蝎子为模型的八足步行机器人,美国国防高级研究计划局(DARPA)正在资助四足机器狗的研究,以期将该技术应用于战场。马萨诸塞州东北大学的生物学家和神经生理学家约瑟夫·艾尔斯说:“有腿只是故事的一半,重要的是你如何控制它们。”。他最近几年一直在开发一种仿生机器龙虾,它不仅看起来像龙虾,而且实际上模仿龙虾的部分神经系统来控制其行走行为。美国宇航局正在与德国不来梅大学合作开发的蝎子机器人的控制系统也受到了生物学的启发。与此同时,芬兰科技公司Plustech开发了一种用于林业的六足拖拉机。爬过倒下的圆木和陡峭的山坡,它可以穿越轮式车辆无法穿越的地形。
仿生学的其他例子比比皆是:材料公司Autotype基于蛾眼中发现的复杂微结构开发了一种塑料薄膜,这种薄膜已经发展到可以在不反射的情况下尽可能多地收集光线。当应用于移动电话的屏幕时,该膜减少了反射并提高了可读性,并且提高了电池寿命,因为较少需要照亮屏幕。与此同时,佛罗里达大学的研究人员受鲨鱼粗糙、多刺的皮肤启发,设计了一种涂层。它可以应用于船舶和潜艇的船体,以防止藻类和藤壶附着。在宾夕法尼亚州立大学,工程师们设计了可以在飞行的不同阶段改变形状的飞机机翼,就像鸟类的翅膀一样。文森特博士受松果根据湿度开合的方式的启发,设计了一种智能织物,可用于制作适应变化的体温并保持穿着者凉爽的衣服。
文森特博士说,从碰运气到点击操作
然而尽管取得了所有这些成功,仿生学仍然过于依赖运气。他估计,用于解决特定问题的生物和技术机制之间只有10%的重叠。换句话说,仍有大量潜在有用的机制有待开发。问题是,寻找解决方案的工程师依赖于已经找到的生物学家——这两个群体活动在不同的圈子里,说着非常不同的语言。自然机制或属性必须首先由生物学家发现,用技术术语描述,然后由认识到其潜力的工程师发现。文森特博士说:[ br/]这个过程完全反过来了。“为了有效,仿生学应该提供生物学中满足特定工程问题要求的合适技术的例子,”他解释说。这就是为什么他和他的同事们在英国工程和物理科学研究委员会的资助下,花了三年时间建立了一个生物诀窍数据库,工程师们将能够访问该数据库,找到他们设计问题的自然解决方案。例如,用关键字“推进”搜索数据库,会产生水母、青蛙和甲壳类动物使用的一系列推进机制。
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