动物仿生技术是仿生学在模拟动物行为或特征方向的应用。仿生学是近年来发展起来的工程技术与生物科学相结合的交叉学科。
昆虫鸟类
动物仿生技术在昆虫和鸟类领域的应用尤为突出。科学家们通过研究鸟类和昆虫的特殊机能,如仙客来菌蝇和蜜蜂属的陡然起飞、高频振动翅膀等,为改进飞机性能和制造新型飞行器提供了灵感。例如,蝙蝠的超声波导航启发了雷达的发明,苍蝇和差翅亚目的复眼原理被应用于复印机和印刷机的复眼透镜,响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理则催生了AIM-9响尾蛇导弹。此外,蛙跳的原理也被用来设计蟾蜍夯,而警犬的高灵敏嗅觉则促成了“电子警犬”的出现。
海洋生物
海洋生物的多样性和独特的生存策略也为动物仿生技术提供了丰富的素材。例如,鲸、海豚和鱼类的体形适应了不同的水下环境,其游动方式和沉浮机制也激发了工程师们的创新思维。他们根据水生动物的推进和沉浮机能,设计出了更加高效的船舶推进系统和潜艇沉浮控制系统。此外,乌贼的喷水推进方式和海豚皮肤的减阻特性也被借鉴到了喷水船和“人工海豚皮”的研发中。
研究进展
欧盟仿生鱼机器人
欧盟的研发团队在第七研发框架计划的支持下,由爱沙尼亚塔林技术大学生物机器人中心牵头,成功开发了一种可感应水下流速的仿生鱼机器人。这项研究利用自行研制设计的流辅助与流相关导航仪(Flow-Aided and Flow-Relative Navigation),取得了技术突破。这项研究的关键在于成功复制了动物毛发细胞的感应生理学,使得仿生鱼机器人能够像真正的鱼类一样感知周围环境的变化并调整自己的游泳姿态。这一技术突破为仿生鱼机器人的广泛应用奠定了基础,并获得了欧委会的高度评价。
上海交大研制六足仿生机器人
中国上海交通大学的科研团队研发了一款名为“六爪章鱼”的救援机器人,能够在复杂的环境中执行搜救任务。这款机器人不仅在外形上模仿了章鱼,还在功能上实现了高度的灵活性和稳定性。它能够承受较大的重量,并且可以快速移动,甚至在核辐射环境下也能正常运作。这些技术创新使得“六爪章鱼”成为了一个多功能的救援工具,在灾害救援等领域发挥着重要作用。
参考资料
仿生技术-巧夺天工.科普安徽.2024-11-08
我们都被骗了吗?雷达的发明到底跟蝙蝠有没有关系.腾讯网.2024-11-08
高清:上海交大研发“六爪章鱼”机器人亮相.中国日报网.2024-11-08