中山医院泌尿科医生:14种最巧妙的仿生设计

1.仿象鼻机器臂

随着电脑技术的发展，电脑控制的机械臂也越来越复杂和灵巧，开始向伸缩性和柔韧度的方向发展。德国工程公司Festo根据象鼻子的结构，创造了这种新式的机械臂，先进的设计能使它灵活地搬运沉重的货物，并进行伸缩和弯曲。

2.蝙蝠翼太阳能侦察飞机

蝙蝠无意间成了政府特务机关的灵感来源。美国军方委托密歇根大学工程系开发了这款名为COM-BAT的侦察飞机，它透明的头部装有太阳能电池板，展开后6英寸的翅膀看起来就像飞翔的蝙蝠。这架飞机仅适用1瓦特的点就能手机大量的间谍数据。

3.鸟类头骨结构建筑材料

“头骨一般是质量很轻且耐冲击性极强的结构，因为它们保护着动物身上最重要的器官。这种性能和物理属性能够应用在建筑设计和结构上。”建筑师Andres Harris坚信这一点。他正在研究将动物骨骼，尤其是鸟类头骨结构应用在节能生物建筑材料上。他同样相信鸟类头骨结构可以应用在汽车构造上。

4.仿翠鸟鸟喙的新干线列车车头

翠鸟从空中迅速扎入水中，却不会制造出很大声响，这得益于它尖尖的鸟喙结构。这种形状激发了工程师和鸟类爱好者Eiji Nakatsu的灵感，用来解决日本新干线列车讨厌的毛病——当它高速经过隧道时，车头形成的风墙总会发出打雷一样的声音，而且还减慢了列车的速度。而将翠鸟鸟喙形状应用于列车车头，不仅解决了噪音的问题，还可以将列车燃料使用效率提高20%

5.仿猫脑智能电脑

近些年来电脑技术是在不断发展，但即使是最先进的超级电脑也无法解决辨识人脸的难题。在这点上，它们还不如猫的大脑。研究发现，这个问题之所以存在，是因为电脑是用线性的方式编码，不像生物大脑同时可以处理许多事情。由于研究人类大脑还不现实，科学家打算模仿猫的大脑大脑记忆和学习的方式开发智能电脑。

6.仿蝙蝠声纳导盲手杖

蝙蝠在一团漆黑的环境中却不会撞墙，这得益于它们生物体本身的声纳导航系统。这一物理原理对盲人导航手杖的发明提供了帮助。“超声波手杖”如同蝙蝠的声纳，会发出超声波，并通过感知超声波的反射发现障碍物。

7.仿人耳无线电芯片

只需要很少的能量，这个无线电芯片就能快过所有人类发明的无线电频率光谱分析器。原来它借鉴了人耳的巧妙结构。麻省理工学院的专家研究了人耳如何把声波转化为电波传递给大脑的原理，发明了人造耳蜗无线电芯片，它使得无线电装置可以同时接收到手机、网络、收音机和电视信号。

8.“机械雨燕”微型飞机

当这架飞机飞过你的头顶，你恐怕还以为它是只不寻常的鸟或者蝙蝠。“机械雨燕”，正如它的名字，借鉴了鸟类中飞行极快的成员——雨燕的生物结构。这种装备了观测摄像头的微型飞机可以用来追踪研究鸟类，也可进行间谍活动。最巧妙的设计是迎风飞翔时它的“羽毛”可以像鸟类一样向后弯曲。

9.仿壁虎脚黏性机器人

如果不用效率低下的吸盘，还有什么办法让机器人能够爬上玻璃之类的光滑表面？答案就在壁虎脚趾的复杂设计上。斯坦福大学的一位教授发明了这种“黏性机器人”，可以附着在任何垂直的表面上，而且像挂钩一样方便挂取。秘密就是他使用了一种速干胶，而这种速干胶取材于壁虎脚趾上密密麻麻的毛发。

10.鹿角构造的超强建筑材料

为什么鹿角会那么强壮？英国科学家对此进行了研究。他们选取了成年公鹿为抢夺配偶而决斗前夕的鹿角，因为这个阶段的鹿角是最强壮的。结果却出乎人们意料：在这个阶段，鹿角是干透的。通常干燥坚硬的材料也是极脆易碎的，但干透的鹿角却比湿的时候强硬2.4倍。这也许可以帮助工程师解决一个难题：如何让建筑材料既坚硬又强韧，作为耐久建筑材料的基础。

11.牙齿结构和航天技术

人类牙齿的硬度相当于玻璃，怎么能承受一生的咀嚼硬物的任务呢？研究发现，在压力下，牙齿表层的高度复杂结构会出现许多微型龟裂，但这些小裂缝能够随着时间自动愈合。如何航空航天技术能够复制这种波状、多层结构的合成材料，就能发明更轻和抗冲击性更强的飞行器，尽管自愈能力短期内还不能成为现实。

12.壁虎眼构造的镜头和透镜

仿生学工程师感兴趣的不仅有壁虎的脚趾，还有它的眼睛。科学家发现壁虎眼睛的独特构造能够使它在夜间分辨颜色，这是极少有生物能做到的。另外，壁虎眼中的多焦点光学系统是它的眼睛比人类敏感350倍，且能同时聚焦于不同距离的物体。壁虎眼睛的光学结构能够启发人类开发出更多多种功能的镜头和透镜。

13.蓝色知更鸟羽毛颜色的光学意义

雄性东方知更鸟色彩灿烂的羽毛不是像大部分生物一样是由天然色素造成的，这种逐渐变化的蓝色实际上是由自己聚合的纳米结构形成的，就像啤酒泡沫一样，通过自身发酵和接触空气产生变化。这种复杂的光学结构，可以用在实验室里新一代光学材料上。

14.人眼广角镜头

人类眼睛的弯曲表面能够提供更宽的视野，这位摄像镜头的发展提供了借鉴。难题只在于如何将微电子元件弄弯曲而不折断它。来自西北大学和伊利诺伊大学的两位科学家发明了一种和人眼一样大小、形状和层次的数码相机，并将电子元件结在一张网状材料商附着在弯曲的镜头上。用这种镜头拍出的照片视角更加宽广，也更清晰。