正文 第37章 地學(23)(1 / 3)

屁步甲炮蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原仿生機器蟲也具有趨光性。理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8~10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率隻有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機製研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。

其他昆蟲與仿生

跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了大量研究。英國一飛機製造公司從其垂直起跳的方式受到啟發,成功製造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機。現代電視技術根據昆蟲單複眼的構造特點,造出了大屏幕彩電,又可將一台台小彩電熒光屏組成一個大畫麵,且可在同一屏幕上任意位置框出某幾個特定的小畫麵,既可播映相同的畫麵,又可播映不同的畫麵。科學家根據昆蟲複眼的結構特點研製成功的多孔徑光學係統裝置,更易於搜索到目標,它已在國外一些重要武器係統中應用。根據某些水生昆蟲組成複眼的單眼之間相互抑製的原理,製成的側抑製電子模型,用於各仿生機器蟲的內部結構類攝影係統,拍出的照片可增強圖像邊緣反差和突出輪廓,還可用來提高雷達的顯示靈敏度,也可用於文字和圖片識別係統的預處理工作。美國利用昆蟲複眼加工信息及定向導航原理,研製出了具有很大實用價值的末製導引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態及特性開發研製出了六足機器人等工學機器和建築物的新構造方式。

仿生學的發展與應用

最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。仿生學的目的不在於直接複製每一個細節,而是要理解生物係統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。一般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方麵:生物原型、數學模型和硬件模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

由於生物係統的複雜性,搞清某種生物係統的機製需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限製仿生學發展速度的主要原因。

蒼蠅的“寶藏”

蒼蠅被列為“四害之一”,人見人厭。但隨著科技的發展,人們對蒼蠅的生物學結構認識不斷加深。它在以下幾個方麵引起人們的重視。

科學研究表明:蒼蠅終生在髒亂的廁所、垃圾堆等許多細菌繁殖的場所,能夠生存下來,它是怎樣抵抗各種病菌的呢?奧秘在於蠅蛆體內有多種抗菌體,如抗菌肽、幹擾素等有機抗菌物質,能殺死各種微生物類細菌。因此,從蒼蠅的幼蟲蠅蛆體內提取的抗菌物質,在國際上成了生物製藥領域的寶貴原料。如美國一家製藥科研機構生產的“力諾活力素”被世人公認為“人類第六大生命要素”。專家預言,蒼蠅將在21世紀生物製藥領域獨領風騷。

根據蒼蠅仿生製造的直升飛機的機頭昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率作機械振動,以此調節翅膀的運動方向。平衡棒是保持蒼蠅身體平衡的導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢複平衡,即使是飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失。

蒼蠅的複眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360°範圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照像機,這種技術在軍事、醫學、航空、航天上已被廣泛應用。

蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈衝的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等來檢測氣體成分,使科研、生產的安全係數更為準確、可靠。