根据动物的发明(动物启发了仿生学技术)

说到仿生学，大家都会很熟悉。这是一门古老而年轻的学科。我们的很多应用技术都是直接从动物、昆虫、植物那里学到了动作原理，或者受到启发后发明了新的设备和工具。创造适合生产、学习和生活的先进技术，离不开科学家的努力，但我们也要对这些动物说声谢谢。

在众所周知的仿生动物中，鸟类和蝙蝠已经为我们所熟知。比如飞机的研发灵感来自鸟类的飞行，蝙蝠的超声波回声定位系统帮助我们发明了雷达。事实上，仿生学已经研究了许多动物，如长颈鹿和苍蝇。我们发明了哪些科技产品？本文将为你一一解开答案。

带你去奇妙的仿生科学。

01蝙蝠和雷达

到了晚上，或者通过人为挡住蝙蝠的眼睛，蝙蝠仍然可以自由飞行，避开障碍物。

科学家根据蝙蝠回声定位的方法发明了雷达。雷达有广泛的功能。我们经常乘坐的飞机离不开雷达的帮助。雷达通过天线发出无线电波。当无线电波遇到障碍物时，它们会被反射回来并显示在电子仪器上。从雷达的电子仪表上，驾驶员可以清楚地看到前方是否有障碍物，并确定航向。今天，“盲目飞行”一词应运而生。

02萤火虫和人工发光

科学家发明的电灯照亮了我们的夜晚。但电灯只能将一小部分电能转化为可见光，其余大部分以热能的形式被浪费掉，电灯的热射线对人眼有害。那么，有没有只发光不发热的光源呢？当人类不知所措时，他们会再次将注意力转向自然。

在自然界中，萤火虫发出的光不产生热量，所以也被称为“冷光”。萤火虫不仅发光效率高，而且光线柔和，非常适合人眼和高强度的光线。因此，生物光是人类理想的光源。科学家通过研究萤火虫腹部的发光装置，创造出了荧光灯，极大地改变了人类的照明光源。现在，科学家们已经将发明的接近生物光的发光用于安全照明，这被称为“人工发光”。

03电动鱼和伏特电池

除了大家熟知的电鳗，自然界中还有很多可以放电的鱼类。人们把这些能放电的鱼称为“电鱼”。各种电鱼都有不同的放电能力。电鳐、电鲶、电鳗放电能力最强。鱼放电之谜在哪里？经过科学家对电鱼的解剖研究，最终发现电鱼体内有一个奇特的发电器官。这些发电机由许多小电板电池组成。

电鱼的非凡能力引起了科学家们的极大兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特设计了世界上最早的基于电鱼发电器官的电池。因为这个电池是根据电鱼的天然发电机设计的，所以被称为“人造电器官”。除了电池之外，还有一个理论上可行，但技术上没有实现的想法:如果我们能成功模仿电鱼的发电器官，是否就能很好地解决所有车辆的动力问题？

04蝇和气体分析仪、气味检测器、蝇眼透镜

我们讨厌的苍蝇一般被归类为害虫，但它们的翅膀却是天生的航海家。而且，它的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼睛组成。人们模仿它，把它做成“蝇眼透镜”。这是一种用途广泛的新型光学元件。“蝇眼相机”是由数百个或数千个小透镜按顺序排列而成的镜头，一次可以拍摄数千张相同的照片。这种照相机用于印刷、制版和复印大量电子计算机的微小电路。极大地提高了效率和质量。

此外，一种非常奇特的“小型气体分析仪”被苍蝇的嗅觉灵敏度成功模仿。已经安装在航天飞机驾驶舱内的泰空探测舱内气体的成分。因此，我们不能绝对地把苍蝇定义为害虫。

05鹅和航海家

候鸟有几千公里长。但他们总能准确到达几代人选择的目的地。这说明候鸟有出色的导航技能。科学家认为，它们都有自己特殊的感知器官，可以利用磁场、太阳和重力来感知和分析自然界中不同地理环境因素的变化，从而识别方向，锁定迁徙路线。在了解了鸟类导航的原理后，科学家们开发了各种导航仪器，这有助于导航空、导航和汽车的发展。

鸟和飞机

受鸟类的启发，人类不仅发明了飞机，还改变了飞机的各种性能。飞机只是一个统称，又细分为固定翼飞机、直升机和滑翔机。以固定翼飞机为例，鸟类是我们的老师，但早期飞机发动机噪音大，猫头鹰可以在所有鸟类中更安静地飞行，所以我们修改了飞机的性能。天鹅在水上飞翔的优雅促使水上飞机的诞生。我们通过研究金翅鸟的飞行特性，提高了飞机的性能。

蜂鸟和直升机

小蜂鸟是鸟类中的“直升机”。它们可以垂直起降，也可以倒飞。蜂鸟吸吮花蜜时，不会像蜜蜂一样停在花朵上，而是在空中盘旋。这是一次多么巧妙的飞行啊。于是，有别于固定翼飞机飞行原理的直升机问世了，这是在蜂鸟身上找到的灵感。

08鹰眼和鹰眼光学系统

老鹰的视力异常敏锐。在两三千米高空翱翔的雄鹰/鹰眼还具有对运动目标敏感、快速调整的特点，能够准确识别目标。受鹰眼的启发，科学家们开发了许多现代电子光学技术产品。

蛇与导弹、夜视装置、红外探测器、微型热传感器、化学武器。

蛇有探测周围环境温度变化的能力，用来锁定和捕捉猎物。所有热追踪导弹的灵感都来自蛇。

在所有的蛇中，少数蛇，如响尾蛇，在热感应系统外有红外热眼颊窝器官。美国科学家为空导弹研制了一种空敏感装置，可以探测到目标发出的红外辐射，从而对目标进行严密监视，直至将其摧毁。这种导弹被称为“响尾蛇导弹”。同时，根据响尾蛇的奇特功能，科学家们开发了现代夜视装置、仿生红外探测器等多种高科技产品。

企鹅和新车

基于企鹅的脚结构在冰雪上稳定行走的原理，科学家们设计了极地摩托车和极地越野车，它们将宽大的底部贴在雪面上，用轮勺推动它们前进。这不仅解决了极地地区的安全运输问题，也适用于泥泞地区的驾驶。

长颈鹿和抗荷服

长颈鹿之所以能通过长长的脖子把血液输送到大脑，正是因为重达10公斤的心脏的力量使长颈鹿的血压达到人正常血压的两倍。为什么这么高的血压不能让长颈鹿患上脑溢血而死？这和长颈鹿的身体结构有关。

首先长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，可以压迫血管，控制血流。同时长颈鹿腿部和全身的皮肤和筋膜都非常紧实，有利于下肢血液向上回流。受此启发，科学家们发明了一种训练战斗机飞行员和宇航员的特殊装置，以帮助防止血管周围的肌肉退化。在快速跳跃过程中，科学家们根据长颈鹿可以利用紧绷的皮肤控制血管压力的原理，研制出了“抗g服”。

抗荷服配有充气装置。随着飞船速度的增加，抗荷服可以充入一定量的气体，从而对血管施加一定的压力，保持飞行员的血压正常。同时，宇航员腹部下部套有抽空气的密封装置，可以降低宇航员腿部的血压，便于血液从身体上部流向下肢。

12水母和顺丰耳朵

根据水母迎风耳，科学家根据水母耳的结构和功能设计了一种“风暴预报器”，可以提前10小时给出风暴预警，对航行和渔业安全具有重要意义。

13只青蛙和电子青蛙眼

根据青蛙的视觉原理，科学家们开发了一种“电子蛙眼”。这种电子蛙眼真的可以像蛙眼一样准确地识别目标的形状。电子蛙眼安装在雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。该雷达系统可以快速准确地识别特定形状的飞机、船只和导弹。特别是可以区分真假导弹，防止假导弹是真的。

在现实生活中，电子蛙眼也广泛应用于机场和交通要道。在机场，它可以监控飞机的起降，如果发现有碰撞的潜在风险，会及时报警。在主干道上，可以指挥车辆行驶，防止车辆碰撞事故的发生。

14蜜蜂与建筑建筑、照相机、卫星、偏振测向仪

蜂巢一直是蜜蜂可以引以为豪的杰作。蜂窝是世界上一种节省材料、面积大、坚固的杰出建筑。科学家通过模仿蜂巢的结构，找到了“人造卫星”的理想结构。每一个蜂窝都是正六边形，它的底部既不是平的也不是圆的，而是尖的。这个基本系统由三颗相同的钻石组成。菱形的角度由两个109.28°的钝角和两个70.32°的锐角组成。这种正六边形蜂窝坚固，节省材料，体积最大。模仿蜂窝结构制造卫星，不仅可以节省大量材料，减轻重量，而且体积大，强度高，隔音隔热。现代摄影技术也受到蜜蜂的启发。蜜蜂头上有一对奇怪的复眼，每个复眼由6000多只单眼组成。光进入眼睛晶体，到达感光细胞，就像照相机的整个过程一样。专家们模仿蜜蜂眼睛的结构，制造了一种先进的“蜜蜂眼睛相机”，一次可以拍摄数千张照片。“偏振定向仪”的发明是受蜜蜂偏振定向功能的启发。蜜蜂来回飞行数万公里采集蜂蜜。但蜜蜂之所以永远不会迷路，是因为蜜蜂眼睛的感光细胞分子对偏振光特别敏感，具有很好的定向功能，可以测量天空中不同亮度的各个区域空。蜜蜂用许多单眼来感受太阳的偏振光。因此，即使乌云遮住了太阳，它们也能根据太阳方位的变化及时修正方向。旋光仪是根据蜜蜂定向功能原理制造的，目前已用于导航空和导航领域。

其他15个

现代鹤的鱼钩源于许多动物的爪子，屋顶的波纹模仿动物的鳞片，桨模仿鱼的鳍，锯模仿螳螂的手臂，苍耳植物得到灵感发明了velcro，迷彩服模仿变色龙和壁虎的脚趾，贝类蛋白产生的胶质非常牢固。经过启发，目前用于外科缝合到船舶修复的蜘蛛丝的研究，产生了高级丝线。用于抗撕裂降落伞和临时吊桥的高强度电缆、船只和潜艇来自人们对鱼和海豚的模仿......

写在最后

例如，除了已知的动物仿生学，许多动物都有预测地震的能力，但科学家发现鸽子是预测地震最快的鸟类。如何像鸽子一样准确预测地震，目前还没有实现。有些动物可以无声地交流。他们能通过意识交流吗？而个体蚂蚁的行为会产生集体记忆，这些记忆都在等待我们继续探索和破译。