據(jù)國外媒體報(bào)道，大自然是人類賴以生存的母體，人類的發(fā)展進(jìn)步離不開大自然的庇護(hù)。在科學(xué)領(lǐng)域同樣如此，科學(xué)家和工程師們的很多發(fā)明創(chuàng)造都是從大自然身上獲得靈感，比如能夠像鳥類和蝙蝠一樣在天空中振翅飛翔的偵察相機(jī)，擁有壁虎足墊一樣粘附功能的機(jī)器人可以在垂直的光滑墻壁上攀爬等。以下十四種仿生發(fā)明技術(shù)的創(chuàng)新靈感都來源于大自然的動(dòng)物和人類身上，充分體現(xiàn)了大自然無與倫與的神奇力量。

　　1.模仿大象鼻子的機(jī)器人手臂

　　機(jī)器人總是受到當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)展水平的限制。不過，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，它們可以為機(jī)器人的動(dòng)作提供越來越復(fù)雜的計(jì)算。如下這種設(shè)計(jì)或許可以讓機(jī)器人擁有更靈活、更柔韌的動(dòng)作：一個(gè)根據(jù)大象鼻子的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來的新型仿生機(jī)器處理系統(tǒng)--“仿生操作助手”。“仿生操作助手”由德國工程公司費(fèi)斯托公司研制，它可以平穩(wěn)地搬運(yùn)重負(fù)載，原理在于它的每一節(jié)椎骨可以通過氣囊的壓縮和充氣進(jìn)行擴(kuò)展和收縮。

　　2.源自蝙蝠的太能陽偵察機(jī)

　　蝙蝠竟然也可以成為偵察設(shè)備的創(chuàng)意源泉。美國軍方慷慨解囊1000萬美元，資助密歇根大學(xué)工程學(xué)院研制蝙蝠型太陽能自動(dòng)偵察機(jī)。這款自動(dòng)偵察機(jī)長約6英寸(約合15厘米)，擁有一個(gè)透明的頭部，其中裝有一個(gè)太陽能電池板，它還擁有一對(duì)像蝙蝠翅膀一樣的飛行翼。僅僅依靠1瓦特的能量，它其中的相機(jī)就可以搜集大量的偵察數(shù)據(jù)。

　　3.鳥類頭骨幫助科學(xué)家研制出更輕、更堅(jiān)固的建筑材料

　　為了設(shè)計(jì)出一種高效的仿生材料，建筑師安德列斯-哈里斯曾經(jīng)專門研究過動(dòng)物的骨骼，尤其是鳥類的頭骨。哈里斯表示，“一般說來，頭骨擁有強(qiáng)大的防撞擊結(jié)構(gòu)，同時(shí)它們也非常輕，可以對(duì)其中最重要的動(dòng)物器官進(jìn)行有效的保護(hù)。這種物理特性可以應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上。”哈里斯在一個(gè)大型帳蓬上測(cè)試過這種材料，他認(rèn)為這種設(shè)計(jì)也可以應(yīng)用于汽車之上。

　　4.子彈頭列車設(shè)計(jì)靈感來自翠鳥的喙

　　翠鳥從空中一頭扎入水中，不會(huì)濺起任何水花，這主要?dú)w功于它那特殊形狀的喙。日本工程師們意識(shí)到，同樣的形狀可以解決日本超高速子彈頭列車所面臨的一個(gè)煩人問題。此前，這種列車在駛離隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生音爆現(xiàn)象。列車在高速行駛中，前部“鼻子”形成的風(fēng)墻不僅僅會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，而且還會(huì)減慢列車的速度。而根據(jù)翠鳥喙部形狀設(shè)計(jì)的新型列車“鼻子”可以消除這些問題，可以幫助列車能效提高20%。

　　5.源自貓大腦的仿生計(jì)算機(jī)

　　近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但即使再強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)也無法像貓那樣能夠識(shí)別出人類的面部。密歇根大學(xué)科學(xué)家決定研究貓的大腦以研制一臺(tái)智能計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)以線性模式執(zhí)行代碼，而哺乳動(dòng)物的大腦則完全相反，它們可以同時(shí)處理許多事務(wù)?？茖W(xué)家正在研制一種電路元件，這種設(shè)備可以像仿生神經(jīng)鍵一樣處理事務(wù)。它可以記住通過的電壓數(shù)，這與動(dòng)物大腦中的記憶和學(xué)習(xí)功能相似。密歇根大學(xué)計(jì)算機(jī)工程師盧韋認(rèn)為，這種創(chuàng)意比仿生人類大腦更具現(xiàn)實(shí)意義。

　　6.模仿蝙蝠聲波導(dǎo)航功能的聲波手杖

　　眾所周知，蝙蝠可以在漆黑的空間里利用超聲回聲自由飛行，超聲回聲可以幫助它們定位障礙物的位置。聲波手杖就是模仿了蝙蝠的聲波導(dǎo)航功能，它可以警告盲人路上遇到的障礙物。每一根聲波手杖上都擁有無數(shù)的傳感器，甚至可以幫助盲人發(fā)現(xiàn)比頭部還要高的障礙物。

　　7.仿生人類耳朵的無線電芯片

　　這種無線電芯片比人類設(shè)計(jì)的任何頻譜分析儀都要快，而且它幾乎不需要電能。這種技術(shù)之所以能夠成為現(xiàn)實(shí)，就在于它模仿了人類的耳朵。美國麻省理工學(xué)院的研究人員對(duì)耳蝸轉(zhuǎn)換聲波的方式進(jìn)行了深入研究。聲波在內(nèi)耳中產(chǎn)生機(jī)械波，它可以激發(fā)微型毛發(fā)電池從而產(chǎn)生電信號(hào)。麻省理工學(xué)院研制的人造耳蝸無線電芯片就是采用了這種設(shè)計(jì)原理。這種芯片可以接收手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、收音機(jī)和電視等多種信號(hào)。

　　8.模仿鳥類的微型飛機(jī)

　　當(dāng)你發(fā)現(xiàn)自己的房子上空出現(xiàn)一個(gè)小型的飛行物時(shí)，不要以為它肯定是普通鳥類或蝙蝠，它也有可能是一架微型飛機(jī)。名為“RoboSwift”的微型飛機(jī)由荷蘭代爾夫特理工大學(xué)研制，它是根據(jù)雨燕的生物學(xué)特征設(shè)計(jì)的。眾所周知，雨燕是一類飛行速度極快的鳥類。在“RoboSwift”微型飛機(jī)上裝上偵察相機(jī)，可以用來研究其他鳥類，甚至還可以對(duì)人類活動(dòng)進(jìn)行偵察。風(fēng)洞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它不僅僅可以像鳥類一樣快速飛行，而且還擁有向后收起羽毛的功能。

　　9.模仿壁虎的粘性機(jī)器人

　　如果沒有吸盤，機(jī)器人如何在垂直、光滑的物體(如玻璃)表面攀爬呢？而使用吸盤速度很慢，效率很低。美國斯坦福大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授馬克-庫特科斯基研制了一種“粘性機(jī)器人”，其設(shè)計(jì)靈感就源自壁虎足墊上的小剛毛。壁虎足墊上長有數(shù)以百萬計(jì)的小剛毛，小剛毛還擁有細(xì)微的分叉尖端，它們可以與物體表面的分子結(jié)合，產(chǎn)生強(qiáng)大的粘附力。這種粘附力可以幫助壁虎自由地在垂直、光滑的物體表面攀爬。

　　10.鹿角結(jié)構(gòu)成為制造超強(qiáng)工業(yè)材料的原理

　　鹿角為什么會(huì)如此堅(jiān)硬？英國約克大學(xué)科學(xué)家也無法確定鹿角的濕度是否會(huì)對(duì)其強(qiáng)度產(chǎn)生影響。因此，科學(xué)家們對(duì)鹿角進(jìn)行了對(duì)比研究，對(duì)比的標(biāo)本分別是決斗前的鹿角和決斗后被切開的鹿角。在決斗前，需要鹿角處于最堅(jiān)硬的狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在決斗前階段，鹿角會(huì)變得十分干燥。干燥、堅(jiān)硬的材料通常都易碎，很容易折斷，但是鹿角事實(shí)上卻比人類的骨骼硬2.4倍。這一發(fā)現(xiàn)似乎解決了工程師們的一個(gè)難題：應(yīng)該可以制造出一個(gè)既硬又干的材料。鹿角的結(jié)構(gòu)極有可能成為制造超強(qiáng)工業(yè)材料的原理。

　　11.人類牙齒結(jié)構(gòu)與航空科技

　　人類牙齒的強(qiáng)度只和玻璃差不多，但為什么它們能夠在幾十年中經(jīng)受各種堅(jiān)硬食物的磨礪？以色列特拉維夫大學(xué)研究人員對(duì)數(shù)千顆人類牙齒進(jìn)行了深入研究并發(fā)現(xiàn)，在壓力下牙齒的外層擁有一種特殊的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)微裂紋網(wǎng)絡(luò)，而不會(huì)產(chǎn)生巨大的裂縫。一段時(shí)間后，這些微細(xì)的裂紋又可以自動(dòng)愈合。如果工程師們能夠在某種合成材料中找到這種不穩(wěn)定的多層結(jié)構(gòu)，并以某種方式進(jìn)行復(fù)制，就可以研制出一種更輕、抗撞擊能力更強(qiáng)的航空材料。當(dāng)然，這種自愈合的過程可能需要很長時(shí)間才可以實(shí)現(xiàn)。

　　12.壁虎眼睛與未來隱形眼鏡

　　壁虎的足墊并不是讓工程師們獲得發(fā)明靈感的唯一器官?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，壁虎的眼睛中擁有一系列截然不同的中心區(qū)，這使得它們能夠在夜間看清顏色。這種能力很少在其他動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)。這些區(qū)域分別擁有不同的折射率，這使得壁虎的眼睛成為一個(gè)多焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)，不同波段的光線可以同時(shí)聚焦于視網(wǎng)膜上。因此，壁虎眼睛的靈敏度比人類的眼睛高出350倍，它們可以聚焦不同距離的各種物體。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們可以研制更高效的相機(jī)，甚至可能研制出多焦點(diǎn)隱形眼鏡。

　　13.東方知更鳥羽毛與新一代光學(xué)材料

　　雄性東方知更鳥擁有亮麗顏色的羽毛。不過，與自然界其他大多數(shù)顏色不同，雄性東方知更鳥羽毛上的顏色并不是由色素形成的。這是由一種類似于啤酒泡沫自組合方式的納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的藍(lán)色陰影。不同的物質(zhì)在變得不穩(wěn)定并開始相互分離時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種“相位分離”現(xiàn)象。本質(zhì)上講，這些顏色的形成過程與“相位分離”的方式是一樣的。隨著羽毛的生長，羽毛中的顏色生成結(jié)構(gòu)會(huì)像活細(xì)胞中的水泡一樣生長。這些復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)在顯微鏡下看起來像是充滿氣泡的海綿，它們可以用來研制新一代光學(xué)材料。

　　14.人類眼睛與寬視野相機(jī)

　　人類眼睛的曲面比任何相機(jī)都擁有更寬的視野。對(duì)于工程師們來說，挑戰(zhàn)在于如何將微電子元件安裝到一個(gè)曲面上，同時(shí)又要保護(hù)不損壞它們。美國西北大學(xué)科學(xué)家黃永剛和伊利諾斯大學(xué)科學(xué)家約翰-羅杰斯發(fā)明了一種曲形相機(jī)，這部相機(jī)與人類眼睛的大小、形狀和原理都幾乎一樣。科學(xué)家們同時(shí)研制了一種類似網(wǎng)絲一樣的材料，將電子元件固定于曲面之上。這一技術(shù)將攝影技術(shù)推向一個(gè)新高度，新型相機(jī)將使得鏡頭中的全部場景更清晰，而不像現(xiàn)有的相機(jī)所拍攝的照片那樣中心清晰而兩旁景物較為模糊。此外，該技術(shù)還有可能推動(dòng)未來人造視網(wǎng)膜和仿生眼睛的研制。