世界的奥秘
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于是,费什决定对此展开调查。他 将一个12英尺(约合3.65米)长的鳍状 肢模型放入风洞,看它挑战我们对 物理学的理解。这些名为结节的隆 起使得鳍状肢更符合空气动力学原 理。费什发现,它们排列的方位可 以将从鳍状肢上方经过的空气分成 不同部分,就像是刷毛穿过空气一 样。费什的发现现在叫做“结节效 应” ,不仅能用于各种水下航行器, 还应用于风机的叶片和机翼。
中津英治对不同外形的新干线列车进 行了实验,发现迄今最能穿透那堵风 墙的外形几乎同翠鸟的喙外形一样。 现在,日本的高速列车都具有长长的 像鸟喙一样的车头,令其相对安静地 离开隧道。事实上,外形经过改进的 新干线列车的速度比以前快10%,能 效高出15%。
风扇叶片(偷学对象:驼背鲸 )
美国宾夕法尼亚大学西切斯特分校流体动 力学专家、海洋生物学家弗兰克· 费什 (Frank Fish)教授表示,他从海洋深处找到 了解决当前世界能源危机的办法。费什注 意到,驼背鲸的鳍状肢可以从事一些似乎 不可能的任务。驼背鲸的鳍状肢前部具有 垒球大小的隆起,它们在水下可以令鲸鱼 轻松在海洋中游动。但是,根据流体力学 原则,这些隆起应该会是鳍的累赘,但现 实中却帮助鲸鱼游动自如。
新干线列车(偷学对象:翠鸟)
日本第一列新干线列车在1964年建造出来 的时候,它的速度达到每小时120英里(约 合每小时193公里)。但是,如此快的速度 却有一个不利方面,列车驶出隧道时总会 发出震耳欲聋的噪音,乘客抱怨说有一种 火车挤到一起的感觉。这时,日本工程师 中津英治。介入了这件事。中津英治还是 一位鸟类爱好者,他发现新干线列车总在 不断推挤前面的空气,形成了一堵“风墙”
当这堵墙同隧道外面的空气相碰撞时, 便产生了震耳欲聋的响声,这本身对列 车施加了巨大的压力。中津英治在对这 个问题仔细分析之后,意识到新干线必 须要像跳水运动员入水一样“穿透”隧 道。为了获取灵感,他开始研究善于俯 冲的鸟类——翠鸟的行为。翠鸟生活在 河流湖泊附近高高的枝头上,经常俯冲 入水捕鱼,它们的喙外形像刀子一样, 瞬间穿越空气,从水面穿过时几乎不产 生一点涟漪。
科学家多年来就试图找到“偷学”龙虾 这种技巧的方法,用于制造新型的X光 透视机。“龙虾眼X光成像仪”(LEXID) 是一种便携式“手电筒”,可以看穿3 英寸(约合8厘米)厚的钢板。这套仪器可 以射出一串细细的低功耗X光穿透物体, 无论碰到什么东西,都会在另一端恢复 原状。正如在龙虾的眼睛一样,返回的 信号通过小管中转生成图像。美国国土 安全部已投资100万美元用于“龙虾眼 X光成像仪”的研发,希望用它去探测 违禁物品。
当一些超声波脉冲回来的时间超过别的超声 波脉冲时,这表明附近有物体,引起手杖产 生震动。利用这种技术,音波手杖不仅可以 “看到”地面物体,如垃圾桶和消防栓,还 能感受到头顶的事物,比如树杈。由于音波 手杖的信息输出和反馈都不会发出声音,使 用者依旧能听到周围发生的事情。尽管音波 手杖并未出现顾客排队购买的热卖景象,但 美国和新西兰的几家公司目前正试图利用同 样的技术,开发出适销对路的产品。
X光透视机(偷学对象:龙虾)
X光透视机大而笨重是有原因的,与可见光 不同,X光不喜欢弯曲,所以难以操作。我 们对机场包裹以及医院患者进行扫描的唯 一途径是,用一连串放射物同时轰击他 们——这便需要仪器的个头很大。但是, 生活在水下300英尺(约合90米)处的龙虾却 具有“X光视线”,而且性能远远超过我们 的X光透视机。与人眼(必须由大脑解读所 折射的图像)不同,龙虾可以直接看到反射 的图像,将其聚焦于某一个点,全部在此 聚集以后形成图像。
与其他大型海洋动物不同,鲨鱼身体不会 积聚黏液、水藻和藤壶。这一现象给工程 师托尼·布伦南(Tony Brennan)带来了无穷 灵感,在2003年最早了解到鲨鱼的特性以 后,他多年来一直在尝试为美国海军舰艇 设计更能有效预防藤壶的涂层。在对鲨鱼 皮展开进一步研究以后,他发现鲨鱼整个 身体覆盖着一层层凹凸不平的小鳞甲,就 像是一层由小牙织成的毯子。黏液、水藻 在鲨鱼身上失去了立足之地,而这样一来, 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌这样的细菌也 就没有了栖身之所。
橙黄色的马勃菌海绵并不多见,它基本 上是一种生活在海底的“碰碰球”。马 勃菌海绵并没有任何的附肢、器官、消 化系统和循环系统,无时无刻不在过滤 水体。然而,这种并不招摇的生物或许 会是未来技术革命的催化剂。马勃菌海 绵的“骨骼”是由众多格子状的硅钙物 质构成,事实上,它类似于我们用以制 造太阳能电池板、微芯片和电池的材料, 但有一点不同:我们在制造这些材料时 需要大量能量和各种各样的有毒化学物 质。
的微光夜视仪。
十大人类发明动物仿生技术
塑料涂层(偷学对象:鲨鱼)
细菌感染恐怕是最令医院头疼的一件事,无 论医生和护士洗手的频率有多高,他们仍不 断将细菌和病毒从一个患者传到另一个患者 身上,尽管不是故意的。事实上,美国每年 有多达10万人死于他们在医院感染的细菌疾 病。但是,鲨鱼却可以让自己的身体长久保 持清洁——长达一亿多年。如今,正是由于 鲨鱼这一特性,细菌感染可能会重蹈恐龙的 覆辙——从地球上彻底消失。
世界的奥秘
我们生活在一个充满奥秘的世界。 让我们一起去探索和揭示无穷的未 知与奥秘 初一三班 贺家幸
如猫的眼睛与夜视仪。漆黑的夜晚,猫能清楚地观 察老鼠的一举一动并敏捷地抓住它,其原因在于猫 眼的视网膜上具有圆锥细胞和圆柱细胞,圆锥细胞 能感受白昼普通光的光强和颜色,圆柱细胞能感受 夜间的光觉。一般只能在白天活动的动物如鸟、鸡 等,它们的视网膜中常常只有圆锥细胞;而另一些 只能在夜间活动的动物如猫头鹰,其视网膜上只有 圆柱细胞。此外,猫眼还有一个特点,在它感受弱 光时,瞳孔能够随着光的不同强度而自动调整。所 以,阳光很强时,你会看到猫眯着它的双眼,瞳孔 已缩小成直线般的细缝,保证只让少量的光线进入 瞳孔内。而在光线十分微弱的晚上,瞳孔又能放大 呈圆形,以便保证在黑暗中也能看清楚各种物体。 军事科学家们便模仿猫眼的奥妙研制出了大有用处
在水面行走的机器人(偷学对象:蛇 怪蜥蜴)
蛇怪蜥蜴常常被称为是“耶稣蜥蜴” ,这种称呼 还是有一定道理的,因为它能在水上走。很多昆 虫具有类似本领,但它们一般身轻如燕,不会打 破水面张力的平衡。体形更大的蛇怪蜥蜴之所以 能上演“水上漂”,是因为它能以合适的角度摆 动两条腿,令身体向上挺、向前冲。2003年,卡 内基梅隆大学的机器人技术教授梅廷· 斯蒂(Metin Sitti)正从事这方面的教学工作,重点是研究自然 界存在的机械力学。当他在课堂以蛇怪蜥蜴作为 奇特的生物力学案例时,他深受启发,决定尝试 制造一个具有相同本领的机器人。
巨嘴鸟的喙大而厚重,本应该让这 种鸟儿不堪重负。但是,正如果脆 圈(一种谷类早餐)爱好者告诉你的一 样,“巨嘴鸟山姆”(果脆圈品牌的 吉祥物) 只会因此感到幸运。这是因 为巨嘴鸟的喙简直是工程学上的奇 迹。它十分坚实耐用,可以啄穿最 硬的水果外壳,还是对付其他鸟类 的有力武器,而它们的密度却与保 丽龙杯一样。
根据这项研究,费什为风扇设计出边缘 有隆起的叶片,令其空气动力学效率比 标准设计提升20%左右。他还成立了一 家公司专门生产这种叶片,不久将开始 申请使用其节能技术,用以改善全世界 工厂和办公大楼的风扇性能。费什技术 的更大用途则是用于风能。他认为,在 风力涡轮机的叶片增加一些隆起,将使 风力发电产业发生革命性变革,令风力 的价值比以前任何时候都重要。
海绵显然在这方面做得更好:它们只要向水中 释放特殊的酶,从中吸收硅钙,就能把这两种 化学物质变成需要的外形。美国加州大学圣巴 巴拉分校生物技术教授丹尼尔· 摩斯研究了马 勃菌海绵酶的特性,并在2006年成功进行了 复制。他通过清洁、效率很高的海绵技术制出 大量电极。当前,多家公司将投资数百万美元 创建一个企业联盟,将类似产品推向市场。几 年以后,当太阳能电池板忽然出现在美国每家 每户的屋顶上,微芯片只卖几美元的时候,千 万不要忘了感谢让这一切成为现实的不起眼的 马勃菌。
这是一项费时费力的工作。发动机的重 量不仅要足够的轻,腿部还必须一次次 地与水面保持完美接触。经过几个月的 努力,斯蒂和他的学生终于造出第一个 能在水面行走的机器人。尽管如此,斯 蒂的设计仍有待进一步完善。这个机械 装置偶尔会翻滚,沉入水中。在他克服 了重重障碍以后,一种能在陆地和水面 奔跑的机器人便可能见到光明的未来。 我们或许可以用它去监测水库中的水质, 甚至在洪水期间帮助营救灾民。
பைடு நூலகம்
美国加州大学圣迭戈分校工程学教授马克· 梅 耶斯为揭开巨嘴鸟的喙特性之谜花费了大量 心血。乍看上去,它好像是包了一层硬壳的 泡沫,如摩托车头盔。然而,梅耶斯发现, 所谓的“泡沫”其实是由小脚手架和细细薄 膜构成的复杂网络。脚手架本身由厚重的骨 骼构成,但它们的间隔十分有序,使得整个 喙的密度只有水的十分之一。梅耶斯认为, 通过模仿巨嘴鸟喙的特性,我们可以开发出 更坚实、更轻便、更安全的汽车车板。今天 的汽车已经广泛采用了这项技术。
音波手杖(偷学对象:蝙 蝠)
这听上去就像一个糟糕玩笑的开头:一位大脑 专家、一位生物学家和一位工程师走进了同一 家餐厅。然而,这种事情确实发生在英国利兹 大学,几个不同领域的专家的突发奇想最终导 致音波手杖(Ultracane)的问世:这是一种盲人 用的手杖,在靠近物体时会振动。这种手杖采 用了回声定位技术,而蝙蝠就是利用同样的感 觉系统去感知周围环境。音波手杖能以每秒6万 个的速度发送超声波脉冲,并等待它们返回。
今天我的讲课完毕
谢谢大家 我以后会更加努力的 初一三班 兰天 贺家幸 请 大家欣赏一部好片子