胡蝶与戴笠有个女儿:源于自然的5大高科技!

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/27 14:48:32
 工程师们的职责是解决问题。他们的工作就是寻找可以解决某些问题的各种方法。这些问题包括如何建造一座能抵挡飓风的摩天大楼,或是寻找向人体某个细胞注射特定剂量药物的方法。
    工程师们经常将目光投向自然界,看那里是否已经有适合解决眼前问题的办法。他们不仅要能发现这些方法,还要去研究,模仿并改进这些方法,使其为我们所用。这种方法有个特定的名称:仿生学。简而言之,工程师要模仿某种生物的结构或功能,创造新的事物。
    有的仿生学成果可能会令人赞叹不已,有的则似乎平淡无奇。但如果不是工程师们认真观察自然生物的生存方式,那么可能就连最基本的发明也不会产生。接下来,就让我们来看看五种源于自然的科技产物吧!



    人工智能这个概念已经提出了了几十年。在过去,计算机只被用作处理庞大数字信息的工具——它们没有自我意识,只能依靠明确的预设指令来执行任务。
    现在,工程师和计算机专家们正试图引导计算机学会思考。他们已取得了一些成就。2008年,科学家们使用“蓝色基因L”超级计算机来模拟老鼠大脑。这听起来很简单,但即便虚拟老鼠的大脑,复杂程度也极为复杂。事实上,复杂到连这台超级计算机也只能模拟短短十秒。
   2009年,康奈尔大学的研究者设计了一个课题,使计算机通过分析钟摆运动的相关数据,得出基本运动定律。这个程序利用了一系列测量方法,并应用遗传算法来推算物理学的基本规律。
   在将来,我们可能会看到计算机可以解决复杂的工程问题。甚至可能有计算机自行制造能力更强大的机器。


   工程师、计算机专家和医生们组成了许多团队,在细胞级别上研究治疗癌症和其他疾病的方法。他们正在进行一项涉及纳米级别上的传输技术的研究。他们正着手制造直径小于100纳米,可用于治疗疾病的纳米粒子。一纳米是一米的十亿分之一,这种尺度的物体即使借助光学显微镜都不能看到。
   科学家的想法非常美妙:制造一个运送药物的微粒,找到癌细胞,对其进行药物渗透,并将药物准确运送到需要它的地方。由于这种纳米技术只针对癌细胞生效,我们有望在治疗疾病的同时,尽量减少副作用,使健康细胞不受影响。
   这种技术没有听起来那么简单。但这些团队已经在自然界中找到了可以学习的模型——病毒。病毒只有几纳米长,而且在进行自身复制前,能够寻找到某种特定类型的细胞。医生们希望创造一种可以模拟病毒能力的纳米粒子。




   从诞生之日起,人类就一直在寻找将物体固定在其他物体上的理想方法。在远古时代,人们使用大木钉将猛犸象皮钉在洞穴口,以抵挡寒风.而最近,工程师们从长着毛边的植物和类似壁虎的生物那里找到了灵感。
   早在1941年,瑞士工程师乔治?德?梅斯特拉尔在剔除衣服和狗毛上的毛刺时,注意到了毛刺吸附物体的现象。在显微镜下,他看到毛刺有许多细小的倒钩。这位工程师想出了一个天才的构思,他找到一种材料制作成微小的倒钩作为紧固装置,这就是我们现在使用的魔术贴。[来源:斯蒂芬斯]。
   除此以外,还有使用纳米毛发,将物体黏贴在光洁表面上的壁虎胶带。这些毛发模拟了壁虎脚上的吸附装置。总有一天,科学家们或许能制造出一整套使用这种材料的服装。只要穿上它,我们就可以在墙上行走,甚至倒立在屋顶上漫步。不久的将来,我们也可以给我们的好邻居 “蜘蛛侠”打电话报告这个好消息了。



   在将来,机器人会与我们共同生活。不管机器人会满足人类所有的要求,还是最终将人类奴役,这都需要时间来证实。而无论哪种结局,机器人们想要发挥自己的能力,都需要一个特殊的功能,这就是自主导航。
   现在的机器人要么需要预设指令,要么在遇到障碍时,只能对环境作出简单反应。只有极少数可以自主找到路线。一些工程师们试图通过研究蚂蚁来破解这个难题。
  “箭蚁”是生活在撒哈拉沙漠中的蚂蚁。不同于其他的蚂蚁,“箭蚁”不依靠信息素在自己的地盘上认路。科学家认为,这种蚂蚁使用了一种包括视点探知,路径合成和系统搜索的综合导航系统。工程师们希望通过对这种蚂蚁所使用的“导航装置”的深度研究,为机器人装备类似的导航系统。



   000年,沃尔特迪斯尼公司推出了动画片《幻想曲》的全新剪辑版本。新版本增加了一些片段,其中之一是一群座头鲸在奥托里诺?雷斯庇基的《罗马之松》的旋律中翱翔天际.虽然我们不太可能看到座头鲸在空中飞行的情景,但《幻想曲》却预示着一个切实有效的科学发现。
   2004年5月,一组科学家和工程师在《流体物理》杂志上发表了一篇科学论文。他们对座头鲸的鳍状肢进行了建模。在一个模型中,他们设计了包括结节的仿真鲸鱼鳍状肢。而在另一个模型中,他们使用了光滑的表面。
   他们在美国海军学院的风洞中对两种模型做了测试。测试显示,带有突节的鳍肢可提高8%的升力,而且面对较大的风向角时,带有突节的鳍肢也更不容易受到风力限制,最多可减少32%的阻力。
   我们很快就能看到长着鳍状翅膀的飞机吗?这是很可能的。研究小组的发现表明,大自然创造了在流体环境中方便运动的高效装置。不利用这些新发现的优势无疑是很愚蠢的。
   在人类历史上,还有数百种源于大自然的技术发明。因此,如果您碰到了难以解决的技术难题,不妨到动物园去散散心。