動物仿生技術

動物仿生技術是仿生學在模擬動物行為或特徵方向的套用。仿生學是近年來發展起來的工程技術與生物科學相結合的交叉學科。

模仿鳥類、昆蟲和魚類的形態構造特點,研製各種適宜在空中、水下活動的機械技術系統,是仿生機械的重要內容。自然界能飛的動物種類接近全部動物的3/4,其中占主要地位的有600多種鳥類和35萬多種昆蟲。這些飛行動物為人類改進飛機性能和製造新型飛行器提供了天然的設計原型。鳥類和昆蟲的某些特殊機能,如蚊蠅和蜜蜂等昆蟲靈活機動的陡然起飛,翻轉翅翼的高頻振動,光面懸垂和空中定位等,都是現代飛機所做不到的。
根據蝙蝠喉頭髮出的超音波可在空中導航和對空中食物定位的原理,人類發明了雷達;根據蒼蠅、蜻蜓的複眼原理,人類發明了複印機和印刷機的複眼透鏡;根據響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發明了跟蹤追擊的響尾蛇飛彈;人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯;模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
鯨、海豚和各種魚類經過億萬年的進化,形成了適應於水中環境的多姿體形。其中有適應於快速航行的仿錘形;適應於水底緩慢運動的平扁形;適應於穿入泥土或石洞間的圓筒形。脊鰭闊大的劍魚速度可達110公里/時,並能在幾秒之內就可達到全速,這是現代快艇所不及的。
魚類除了有適於航行的形體外,同時還有特殊的推進和沉浮機能。人類根據水生動物尾鰭擺動式推進系統的生物力學原理,設計出一種擺動板推進系統。它不僅可以使船隻十分靈活地轉彎和避開障礙,還可以順利地通過淺水域或沙洲而不擱淺。
僧帽水母用感覺細胞控制浮鰾內的氣體,使身體沉浮;鮪魚靠控制體內一種生理化學反應而沉浮。人類根據這些原理研製成潛水艇的沉浮系統。烏賊的體型雖然和魚不太相同,但運動器官十分完善,它靠收縮腹肌把外套膜中的水從噴嘴迅速射出,藉此推進身體前進。人類根據這個原理設計出噴水船。人類還模仿海豚皮膚可減少水阻的特點,製成了“人工海豚皮”。

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