第三十三章 仿生思維訓練(2 / 3)

人的任何器官短缺,都會給人的生活、學習和工作帶來不便。雖然人的器官移植可以有限地醫治某些器官的缺損,但是有些器官單靠人類自身移植可以說是相當困難的。在仿生思維方法的啟示下,醫學家們經過不懈努力,已經研製出許多用於人體的器官。目前,已經得到應用的人體器官有以下幾種:

一是人造皮膚。它早已進入醫院臨床使用。俄羅斯的醫學家們已經掌握了培養人造皮膚的革命性的方法,它可以用來拯救燒傷患者的生命。這項技術主要包括:製造一種培養液,主要用來培養健康組織,它可以像凝膠一樣貼到燒傷處。這種凝膠液中含有的細胞隨即開始生長,並逐漸發育成真正的皮膚。

二是人造眼睛。它的問世將會為盲人帶來光明。醫學家們利用微電子技術,把微型設想技術運用於“眼睛”的製造上,通過光電轉換裝置和人體內神經結構係統,把攝像和腦內視神經聯結在一起,使人能夠正常地看到物體。另據報道,意大利的科學見們已經培養出了人工角膜,今後為複明而移植角膜,已經不再依賴於有限的角膜捐贈者了。

三是人造骨骼,包括手指,腳趾、假肢蹬。人造骨骼將由笨拙的假肢向智能化的“真肢”方向發展,使人造骨骼和正常的肢體一樣,具有冷熱、疼痛的感覺。

四是人造心髒技術的日趨完善,並將得到更加廣泛的應用。至於其他人工髒器,難度比較大,離實際應用還有一段較長的路要走。但是人造器官的前景是十分廣闊的,正如組織工程領域的創始人說:“我想下個世紀(注:指21世紀)我們會曉得如何人類每一個器官製造出活生生的代用品。”人們樂觀地預測,隻要假以時日,實驗室將會培養出實用的、完全功能的腎髒、肝髒和各種人體的器官來。

訓練3:創造仿生

這是仿生思維方法的最重要的特點,也是人的創造力的表現。眾所周知,電腦也是仿生的產物,隻不過這個“生”不是一般的生物,而是模擬人腦的功能,也可以說是“仿人”。

隨著高速運算的需要,為了克服超級芯片和機器的局限,將試管、承物玻璃片、溶液甚至脫氧核糖核酸等生物化學和遺傳工具包括在內,研製生物計算機,將無疑是最富有創造性的仿生研究課題。

每一種有機生命體中存在著DNA,這種分子作為一種超級計算機裝置的吸引力,在於已經證實它具有存儲在DNA中。盡管這種物質不會在短時間內取代個人計算機,但是科學家們的研究已經取得了進展,向人們演示了這些滿載信息分子怎樣在計算中執行計算任務。美國威斯康星大學的科學家在《自然》雜誌上發表的報告指出,他們已經發現了一種利用附著在鍍金物體表麵的DNA分子鏈完成簡單計算方法。

目前,利用個人計算機進行計算仍然使用生物計算機快得多。但是,幾克DNA也許就可以存儲世界上已知的所有信息。科學家們預言,這種生化物質最終將會成為效率最高的存儲和處理信息的媒介。與傳統計算機相比,DNA計算機的真正優勢在於,它可以同時對整個分子庫裏所有分子進行處理,而不必按照次序一個一個地分析所有可能的答案。

應用:從有效性上溝通

仿生思維方法打破了生物和機器的界限,將各種不同的係統溝通起來,以創造出新的仿生功能的產品。由於仿生思維方法並不注重機器、動物或人等係統的內部物質、能量、元件、結構、效率的情況,而隻考慮整個係統在功能行為上的有效性;因而它是科學研究中一種簡便和有效的方法,在人們的實際工作和社會生活中有十分廣泛的應用。

1.在機械製造方麵的應用

模擬生物的功能製造出新的機器,在仿生應用上有很大的領域,例如跳躍機、極地越野汽車、機器人、機械手等。大袋鼠是生物在澳洲的稀有動物,是動物界的跳躍冠軍,它每跳一步可達六七米遠,若是順坡向下跳可達12米遠。它的奔跑速度也很快,每小時可達65公裏,幾乎和汽車速度相當。由於它擅長跳躍,它可以跳過二三米高的障礙物。在對大袋鼠特征觀察的基礎上,科學家們模仿它的跳躍姿勢,發明了無輪汽車,被命名為跳躍機,作為在沙漠、荒原上行駛的交通工具,使用起來十分的方便。

2.在觀測係統上的應用

我們都知道雷達用於堅實動態飛行的目標,而這種功能要得助於一種叫做“電子蛙眼”的儀器。電子蛙眼是人們在長期對青蛙特異功能觀察的基礎上,對青蛙的最特別之處是它一對凸起的眼睛。這對眼睛對精致目標並不靈敏,它是白發百中的“神槍手”。經過研究,科學家們發現蛙眼有四種“檢測器”,它們分別擔負著辨識、提取視網膜圖像的不同的功能。證實基於蛙眼的這種奇異的功能,科學家發明了一種電子蛙眼,把它轉入雷達係統,用來快速而準確的識別動態的飛機、艦艇和導彈等。電子蛙眼還廣泛地應用的機場等的交通管理上。它能監視飛機的起飛和降落,指揮車輛的行駛,防止碰撞事故的發生。除此之外,根據仿生原理還發明了電子鴿眼等,它們在軍事部門都得到了廣泛的應用。