五种受自然启发的人类技术

数百万年来，大自然已经进化出解决方案来应对一系列挑战。随着人类面临的挑战变得越来越复杂，我们看到越来越多的灵感来自大自然。

采取生物过程并将其应用于技术和设计问题称为生物灵感。这是一个快速发展的领域，我们复制自然的能力正变得越来越复杂。以下是大自然引导人类创新的五个显着例子——在某些情况下，可能会带来更令人兴奋的突破。

1.导航

使用回声定位，蝙蝠能够在完全黑暗中飞行。它们发出声波和超声波，然后监测这些波反射的时间和幅度，以创建周围环境的三维空间地图。

许多现代汽车在倒车时识别障碍物的传感器都是受到蝙蝠导航的启发。障碍物的方向和距离是通过发射从汽车路径上的物体反射的超声波来计算的。

还提出了感官导航技术来提高视力受限者的安全性。安装在人体上的超声波传感器将提供一个人周围环境的基于声音的反馈。这将使他们能够通过消除障碍物的威胁更自由地移动。

2、施工设备

啄木鸟敲击树木坚硬的表面以觅食、筑巢和吸引配偶。手持式液压锤和气动锤等施工工具使用大致相当于啄木鸟锤击的频率(20至25赫兹)模仿啄木鸟的振动喙。

但是这些电动工具的振动会损伤建筑工人的手。在某些情况下，这会导致白指振动，患者的手和手臂会出现永久性麻木和疼痛。

一张折成之字形的纸可以承受很重的负荷。图片来源：AminAl-Habaibeh，作者提供。

现在研究人员正在研究啄木鸟如何保护自己的大脑免受反复钻孔的影响。一项研究发现，啄木鸟有几种其他鸟类所没有的吸收冲击力的适应能力。

他们的头骨适应坚硬而坚硬，他们的舌头缠绕在头骨的后部并锚定在他们的眼睛之间。这通过软化锤击及其振动的影响来保护啄木鸟的大脑。

诸如此类的研究正在指导减震器和振动控制装置的设计，以保护此类设备的用户。同样的概念也激发了创新，例如用于建筑设计的分层减震结构。

3、建筑设计

扇贝是具有扇形波纹外壳的软体动物。这些波纹的之字形加强了外壳的结构，使其能够承受水下的高压。

相同的工艺用于增加纸板箱的强度，瓦楞纸材料粘合在两个外部纸板层之间。波纹表面的引入显着增加了材料的强度，就像将一张纸折叠成之字形可以承受额外的负载一样。

扇贝壳的圆顶状结构也使其能够承受巨大的载荷。这种结构是自支撑的，因为它将重量均匀分布在整个圆顶形状上，减少了单点上的负载。这提高了结构的稳定性，而无需加固钢梁，并启发了许多建筑物的设计，包括伦敦的圣保罗大教堂。

4.运输空气动力学

鲨鱼有两个背鳍，这提供了几个空气动力学优势。它们稳定了鲨鱼的滚动，而它们的机翼形状在它们身后形成了一个低湍流区域，从而提高了鲨鱼向前运动的效率。

鱼翅已被复制到机动交通工具中。例如，赛车使用鳍片既可以减少高速行驶时的湍流，又可以提高转弯时的稳定性。

现在很多公路车的车顶上都安装了一个小小的“鱼翅”，用来集成收音机天线。与传统的杆状天线相比，这减少了阻力。

我们还从大自然中汲取灵感，以提高飞机的飞行效率。猫头鹰的翅膀充当悬挂系统;通过改变翅膀的位置、形状和角度，它们能够减少飞行中湍流的影响。对猫头鹰飞行的研究可能会打开未来无湍流航空旅行的大门。

5.魔术贴

魔术贴的钩环固定机制的灵感来自牛蒡植物的毛刺固定在人类衣服上的能力。

植物使用毛刺将种子荚附在路过的动物和人身上，以便将种子传播到更广泛的区域。毛刺具有小钩子，可与软材料制成的小环互锁。

魔术贴通过使用带钩子的带子和织物带来复制这一点。当压在一起时，钩子连接到环上并相互固定。

维可牢尼龙搭扣在全球广泛用于各种产品。据美国国家航空航天局称，它在1961年至1972年的阿波罗任务期间被用于太空，以在零重力下固定设备。