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创新是发展、变革的重要力量源泉,在任何领域都有着十分高的价值。教育领域要求培养孩子的创新能力,也要求教师不断根据实际情况创新教学方式;商业中,面对同行竞争,不断创新营销方式是企业生存的重要手段;就连中药、中医这样的传统领域,都要求创新发展,以更上时代潮流,更别说日新月异的科技领域。

但创新不是“无中生有”、也不是“凭空捏造”。但人之所以能成为“万物之灵”,擅长学习就是原因之一。在创新、创造发明,我们也尤其善于向自然界的动物和植物学习。下面,我们就来看看那些让我们惊叹的、灵感源自自然界的发明吧。

雷达与蝙蝠

谈起雷达的发明,我们公认其灵感来自蝙蝠。

人们一度对蝙蝠的“视物”方式感到惊奇,因为蝙蝠能在黑夜中任意飞行,既能捕捉飞行中的食物,也能在高速飞行中躲避障碍物。经过科学家们的反复实验,终于揭开了蝙蝠能在夜里飞行的秘密:蝙蝠依靠嘴里发出的超声波来探路。当超声波发出后,触碰到障碍物就会反射回来,蝙蝠在听到超声波后就会改变飞行方向。根据这一原理,人类制造出了雷达。   此外,利用蝙蝠的超声定位原来,人们还制造了盲人用的“探路仪”和“超声眼镜”。当然,我们也要承认,及时是技术高度发展的今天,我们所掌握的雷达技术,与蝙蝠本身基友的强抗干扰能力及灵活性比起来,仍有不足。

人工冷光与萤火虫

电灯让我们的生活变得更加的便利、多彩,可以说是一项该项了人类生活的发明。但你知道吗,电灯只能将小部分的电能转化成光,大部分的电能都以热能的形势浪费了。此外,电灯的热射线对人眼也会产生不利影响。   自然界中,有许多能发光的生物,如琵琶鱼、双灯灯笼鱼、荧光乌贼、萤火虫等,这些生物所发出的光都不会产生热量,因此被称为“冷光”。其中,萤火虫发出光不仅柔和不刺激,发光效率也很高。科学家们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,改变了人类的照明光源。此外,科学家们还从萤火虫身上,学习、研制出了可用于矿井等易爆场所的闪光灯。

潜艇与水生生物

潜艇又称潜水艇,是军事和海洋探测领域的重要设备。我们都知道潜水艇浮沉是通过改变自身重量实现的,即通过向舰内的压在水仓注水和排水,来实现沉浮。这一设计灵感,是来源于鱼类的鱼鳔。鱼类依靠鱼鳔充气和排气进行沉浮,科学家们从这一现象中获得灵感,制造了能够在水中漂浮和下潜的潜艇。

但初期的潜艇由于结构不够科学,在水中受到的阻力很大,前进速度慢,效率低。此时,科学家们在此将眼光放到了海洋生物身上。受蓝鲸、海豚等生物体型的启发,科学家们将潜艇设计成了流线型。经过观察、实验,科学家们发现海豚皮肤上的特殊结构,能够使海豚在游动时尽可能减少水对其的阻力。根据这一发现,科学家们发明了一种“人工海豚皮”用于潜艇表面,大大减少了阻力。   此外,在潜艇的发展和应用上,还有许多来自生物的灵感,有兴趣的朋友可以去了解一下。

抗荷服与长颈鹿

相信我们都有过一种经历:头部向下,如倒立时,头部会很快充血,导致头晕甚至是更严重的情况。当然,我们在日常生活中不会总是遇到这种情况,因此头部充血的概率及影响可以忽略不计。但对于一些领域的人来说,由于他们总是处于“翻腾”状态,就很容易导致血液循环出现问题,如飞行员、宇航员等。那有什么办法可以解决这一问题吗?

在研究中,科学家们发现长颈鹿的皮肤和筋膜绷得很紧,同时他们的血管周围有十分发达的肌肉,在两个特点使得长颈鹿可以收缩血光,控制血流量,从而使得长颈鹿不会受高的血压的威胁,保证了血液正常循环。受此启示,科学家发明了抗荷服。抗荷服采用充气的方法,可以在正过载作用时对人体腹部和下肢加压,阻止血液向下半身转移,从而保护头部。   大自然是充满奥秘的,善于观察和思索的人们,总能从中学到些什么。

水母耳风暴预测仪与水母

我们知道,在一些自然灾害来临前,动物都会有一些反常举动。正如地震前动物会陷入慌乱,拒绝进入密闭空间一样,水母也能通过自己的“顺风耳”,早早感知到风暴的来临。原来,在风暴来临前,空气和波浪摩擦会产生一种次声波,这种次声波人耳无法听到,但水母耳中的听石会受到冲击,从而刺激神经感受器,使水母听到远方风暴的声音。

仿造水母耳朵的结构和功能,科学家们研发出了水母耳风暴预测仪。这种仪器可以提前15小时对风暴做出预警,在保障航海和渔业安全中有十分重要的意义。

列车头与翠鸟

我相信绝大部分人都乘坐过或是看到过动车和高铁,那不知道你们有没有注意过列车的头部。列车不同于早些年的绿皮火车,其头部是优雅、圆润的流线型。这样的车头不仅美观,还能减少空气阻力,提高列车行驶速度,减少能耗,降低噪音。

但最开始的高速列车并不是子弹头的,不合理的车头涉及是的列车不仅速度慢、噪音大,更是容易在穿过隧道时发生音爆。为解决这以问题,设计师仿造翠鸟的喙设计了子弹头列车,解决了原车头阻力大、噪音大的问题。

电子蛙眼与青蛙

小时候我们就听说过,青蛙不能看到静止的东西,却对动的东西很敏感。但青蛙也不是对所有能动的物体都感兴趣,如面对摇晃的树木小草,青蛙依旧会显得无动于衷。科学家们对青蛙的眼睛进行了研究,发现青蛙眼是一个十分复杂的系统。首先,青蛙的视网膜上有五类神经细胞,其中一类只对颜色有反应,另外四种只对运动的物体有反应。其次,青蛙的视觉中枢上有四层神经细胞,每一层的作用不尽相同,当四层神经细胞所感受到的内容重叠时,青蛙就能立即分辨出它的食物。

根据蛙眼的这种特制,科学家发明了电子蛙眼。电子蛙眼是电子眼的一种,其前端是摄像头,所成的像能通过光缆传输到电脑等设备上。在现代军事上,电子蛙眼有着良好的应用,如反导弹系统中,就可以利用电子蛙眼快速识别、判断。另外,电子蛙眼在机场及交通要道上也有广泛的应用。

超疏水材料与荷叶

自古以来,莲因其具有“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”的特性而被文人墨客所喜爱,还成为“高洁朴质”的代表。莲能始终保持干净的秘诀在于“荷叶效应”。荷叶表面的结构很特殊,微米级的蜡状复合乳突结构使得荷叶有超疏水和低粘附性,极大增加了水与荷叶的接触角,同时在水的张力作用下,落在荷叶上的水就凝成可自由滚动的水珠。

通过对荷叶表面结构的研究,人们进行可许多有关超疏水材料的研发。近日,中科院先进技术研究院的研究团队仿生荷叶,成功研发出了仿生金刚石功能膜。这种材料不仅具有自清洁和抗生物粘附功能,还具有抗磨损、抗腐蚀的优点。此外,科学家们模拟荷叶表面,还发明了具有自净能力的建筑涂料和医疗。

以上提到的只是人类向大自然“取经”的极少一部分成果,还有“红外探测器与蛇”、“建筑与蜜蜂”、“鹰眼光学系统与鹰”、“直升机与蜂鸟”、“气味探测器与苍蝇”、“粘合剂与壁虎”等精彩故事等你们领略。除了这些已经成功的仿生学案例,小编相信神秘的大自然中,还有许多可为人类所利用的“高科技”正等着我们挖掘。



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