人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?

人类有着聪明的大脑,这使得人类有丰富的观察力和创造力,正是凭借着大脑的能力,人类从众多的动物中脱颖而出,成为了食物链最顶端的存在,并且占据了地球上最有利的生存空间。在人类的观察和创造力上,最能够体现的就是仿生学了,这是一门通过研究各种生物体结构与功能工作原理,从而发明新的“工具”的学科。

下面,我们就来列举5个人类从动物身上得到启发从而发明的重要工具。

人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?插图

第一种:潜艇与鱼

人是生活在陆地上的动物,而地球上面积占比最大的是水,所以,无论是生命诞生还是人类活动都离不开水。但是,人在水中的能力是比较弱的,而且即使后来有了一些潜水装备,受下潜深度、不稳定因素的影响,人们对海洋的探索也是非常缓慢的。

于是,从17世纪20年代开始,人们就一直在构思一种可以载人潜水的船,最初的雏形是缚在水面船只下方的一个铃铛状东西,因为有一个问题始终得不到解决:水的浮力和船只下潜的动力。

人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?插图2

直到21世纪,人们才根据鱼可以在水中自由上下浮动的原理发明出了真正的潜艇,原理就是参照鱼在下潜时会将鱼鳔中的空气排出,以减小浮力,所以,真正的潜艇是有一个专门的“鱼鳔”-压载水仓,需要下潜时,将水舱中的空气排出,注入水,潜艇开始下潜,当需要上浮时,利用高压空气将水舱中的水再排出去,这样才出现了潜艇。(下图为潜艇出水)

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第二种:蝙蝠和雷达

作为现存唯一一种会飞的哺乳动物,蝙蝠一直以来都比较神秘,因为它们有着昼伏夜出的习性,而且在黑夜中,它们飞行速度极快。早在18世纪末,意大利的生物学家斯巴兰扎尼就对蝙蝠为什么在夜里飞行不会撞到东西感到好奇了。为了弄清楚原因,他抓了一些蝙蝠,给它们蒙上了眼睛,发现它们依然不会撞到物体。但是,当把它的耳朵堵上,他发现蝙蝠是无法辨别方向的,因此,斯巴兰扎尼得出了一个结论:蝙蝠飞行靠得不是视力,而是听力。不过,当时科学相对落后,所以蝙蝠是如何通过声音辨别物体的,没有结论。

人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?插图6

直到20世纪40年代,美国哈佛大学的皮尔斯设计出了可以探测超声波的设备,这才将蝙蝠辨别方位的谜题解开,原来蝙蝠是通过发射超声波,利用超声波遇到物体会反射回来来辨别前方的物体的。

根据这个原理,科学家们发明出了可以利用电磁波发射与接收的设备应用在了航海上,这就是雷达。之后,科学家们将声呐代替了超声波,利用蝙蝠回声定位的方法发明出了可以准确地探测出水下潜水艇位置的装置。

人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?插图8

第三种:乌贼和鱼雷诱饵

自从声纳被应用之后,潜水艇在作战方面的优势开始弱化,而且鱼雷的发明更是给了潜水艇当头一棒,不过这并没有难倒科学家们。他们通过观察乌贼在遇到危险时会喷出墨汁,从而扰乱天敌视线的方法发明了鱼雷诱饵。

当潜水艇遭受到攻击时,释放出鱼雷诱饵,它能够继续沿着潜艇的航行方向继续航行,而且在航行中,它会模拟潜水艇噪音、声信号等等,让攻击者误以为这是潜艇从而发动攻击,此时潜水艇就可以改变方向逃之夭夭了。

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第四种:青蛙与电子蛙眼

上面我们说过,雷达是根据蝙蝠回声定位的原理发明的,但是它有一个缺点:对于高速移动的物体的捕捉能力比较差,所以科学家们一直在寻找一个可以与雷达互补的工具。

仿生学家洛克在观察青蛙时发现了一个问题:青蛙对高速移动中的昆虫能够准确的捕捉到,反而将昆虫固定在一个地方,即使近在咫尺,青蛙也会熟视无睹。这并不是说青蛙不吃不动的昆虫,而是它根本看不到它。

于是洛克根据青蛙眼睛的这一特点发明了电子蛙眼,在实际的应用中,它与雷达正好互补,成为了战场上的分析利器。

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第五种:蛾子和防反光涂层

小伙伴们都知道,飞蛾扑火,这其实是飞蛾趋光性的表现,但是大多数人不知道的是,飞蛾的眼睛其实有一个特殊的能力-防反光。作为一种昼伏夜出的昆虫,飞蛾眼睛对于光线的捕捉能力很强,但是众所周知,有夜视能力的动物眼睛在夜晚会发光。

作为一种有着众多天敌的昆虫,飞蛾很难被天敌发现,这就是因为蛾眼有微型结构,可以减少光的反射并增加吸光能力。科学家们正是发现了这一特点,完全按照蛾眼的微型结构仿制了防反光涂层。

这项技术主要应用于电视的屏幕中,可以有效地降低电视屏幕的反光,提高色彩对比度。(下图为蛾眼的结构)

人类从动物身上得到启发的5个重要工具,你知道几个?插图14

写在最后

人类之所以能够走到今天,有很大一部分原因是人类可以取长补短,这需要一定的观察能力和发明创造能力,这就是仿生学的诞生。其实我们上面只是介绍了仿生学的冰山一角,从古至今,人们从各种动物身上发现了各种不同的能力,然后尝试着去复制和应用,这才有了如今丰富多彩的生活。

关于作者: 猎奇动物社

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