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5仿生技术的例子

【黑科技】微型機器人可以做甚麼?回顧過去的四個例子|#科技理論 (六月 2025)

【黑科技】微型機器人可以做甚麼?回顧過去的四個例子|#科技理論 (六月 2025)
Anonim

随着时间的推移,产品设计变得更加精致;过去的设计似乎比现在的设计更粗糙,更有用。随着我们的设计知识变得越来越复杂,科学家和设计师们开始关注自然及其众多优雅,精致的适应性,以进一步提炼我们的知识。利用自然作为人类技术的灵感被称为Biomimetics,或Biomimicry。以下是我们今天使用的5个受大自然启发的技术示例。

尼龙搭扣

Velcro是设计师使用自然产品灵感的一个较老的例子。 1941年,瑞士工程师乔治·德梅斯特拉尔(George de Mestral)在散步后发现了许多与他的狗相连的种子荚后,观察了毛刺的结构。他注意到毛刺表面上的小钩状结构使其能够附着在路人身上。经过多次反复试验,de Mestral最终获得了专利设计,该设计成为一种广受欢迎的鞋和服装紧固件,基于钩环结构。魔术贴是仿生学的一个例子,仿生学甚至有一个名字;使用自然设计灵感是一个长期的趋势。

神经网络

神经网络通常指的是从大脑中的神经元连接中获取灵感的计算模型。计算机科学家通过创建单独的处理单元,执行基本操作,模仿神经元的动作来构建神经网络。网络由这些处理单元之间的连接构成,与神经元连接在大脑中的方式大致相同。利用这种计算模型,科学家们已经能够创建高度适应性和灵活性的程序,这些程序以各种方式连接以执行不同的功能。到目前为止,神经网络的大多数应用已经进行了实验,但是对于需要程序学习和适应的任务,例如在识别和诊断癌症形式方面,已经实现了有希望的结果。

动力

有许多工程师使用自然资料来指导有效的推进方法。人类试图模仿鸟类飞行的许多早期例子都取得了有限的成功。然而,最近的创新已经产生了像飞鼠套装这样的设计,它允许跳伞者和基地跳线以令人难以置信的效率水平滑行。最近的实验还通过在模拟鸟类迁徙的V形平面中布置飞机,揭示了航空旅行中的燃料效率。

航空旅行不是仿生学的唯一受益者,工程师也使用水推进作为设计指导。一家名为BioPower Systems的公司开发了一种系统,通过使用鲨鱼和金枪鱼等大型鱼类的有效推进灵感而产生的摆动鳍来利用潮汐能。

自然选择通常以有趣的方式塑造生物体的表面,以使它们适应它们所处的环境。设计师已经开始接受这些改编并正在寻找新的用途。已发现莲花植物高度适应水生环境。它们的叶子具有蜡状涂层,可以排斥水,花朵具有微小的鳞状结构,可防止污垢和灰尘粘附。许多设计师正在使用莲花的“自洁”特性来制造耐用的产品。一家公司已经使用这些特性来制作具有微观纹理表面的涂料,这将有助于排除建筑物外部的污垢。

纳米技术

纳米技术是指在原子或分子尺度上设计和创造物体。由于人类不在这些尺度上运作,我们常常向大自然寻求如何在这个微小世界中建造东西的指导。烟草花叶病毒(TMV)是一种微小的管状颗粒,已被用作构建块以产生更大的纳米管和纤维类材料。病毒具有弹性结构,通常可以承受各种pH和温度。基于病毒设计的纳米线和纳米管可以潜在地用作能够承受极端环境的药物递送系统。