档案画廊:仿生学的精华

毛毛虫、海鸥和带翅膀的梧桐种子如何变成了坦克、飞机和直升机。

人类可能是地球上进化程度最高的物种,但大多数动物拥有的技能是我们只能梦想拥有的。想象一下,如果我们能像猫一样在黑暗中视物,能节省多少电力。想象一下像猴子一样在树之间跳跃。长颈鹿,它们通常性情温顺,每天只睡 4.6 小时(别想飞了,我怎么才能做到这一点?)。

我们很早以前——或许在《大众科学》出版前几百年甚至几千年——就认识到大自然是最佳的发明蓝图。我们借鉴了河狸的运河,白蚁的塔楼,以及猫眼的反射器。最近,乔治·德·梅斯特拉尔(George de Mestral)在 20 世纪 40 年代看到苍耳粘在自家狗的毛上后,为魔术贴(Velcro)申请了专利。尽管“仿生学”、“仿生技术”和“仿生学”等词汇在 20 世纪 60 年代之后才流行起来,但历史表明,大自然一直在为解决日常问题提供灵感。我们的档案虽无法追溯到莱昂纳多·达·芬奇及其鸟形飞行器时代,但我们可以带您回到 19 世纪末,那时我们运用同样的原理建造了第一架实用的飞机。

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为了准备在基蒂霍克(Kitty Hawk)的飞行,莱特兄弟研究了鸽子的运动,以找出它们如何在比空气重的情况下保持飞行。他们的成功启发了无数后继者,通过研究大自然的各个方面来改进飞机。奥维尔·莱特(Orville Wright)的一位学生捕捉并填充了海鸥,以检查它们的翼展。他的海鸥飞机据报道可以在你家的后院起降,外观确实像一只海鸥(见上图)。与此同时,两位法国发明家研究了旋转的梧桐种子,试图将其反向运动应用于悬停直升机。

有些例子比其他例子更直接。弗兰克·劳埃德·赖特(Frank Lloyd Wright)的设计灵感来自树木,为 SC Johnson & Sons 研究实验室设计,但从外部看,它看起来像一栋典型的宏伟简约建筑。另一方面,巴尼·康内特(Barney Connett)的鱼形潜艇确实看起来像一条鱼——有鳞片、凸出的眼睛和拍动的尾巴。

一些受生物启发的概念尚未实现。在 20 世纪 60 年代,美国陆军委托几位大学教授研究动物的运动技能,希望能将这些能力应用于坦克。能够像马一样奔跑或像蚱蜢一样跳跃的坦克——听起来是不是很可怕?但想象一下,如果我们能实现这一点,生活将发生多大的变化。

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