(一)概念
通過研究相關生物的組織機構、運動規律、抗病能力等,仿照其原理,製造出新的產品。
(二)應用範圍
仿生思維法主要應用於研製新穎的儀器、裝備、工具、藥品、建築等。
(三)舉例說明
“例1”在第一次世界大戰時,德軍潛艇靠古老的潛望鏡觀察海麵,擊沉了協約國方麵的4000多艘艦船,但是卻看不見水下的暗礁和水雷,所以德軍也有上百艘潛艇觸礁或撞雷。怎樣才能偵察水下的情況?為什麼海豚、鯨等海獸及某些魚類在水下能行動自如?法國的物理學家郎之萬在實驗中發現:超聲波在水中能傳播,而且碰到阻礙會返回。於是他研製出一種“回聲定位儀”——即“聲納”,利用超聲波來偵察水下情況。到第二次世界大戰時,聲納得到了很快的發展,水麵艦艇和潛艇都安裝了聲納,既有主動聲納,又有被動聲納。在民用方麵,漁船用聲納來探測魚群,海洋考察船用聲納來探測海底地貌結構。後來,還發展了航空聲納和海岸聲納;在魚雷和深水炸彈上安上聲納,在水中能跟蹤追擊,自動尋找目標;研製了利用聲納反擊魚雷、捕捉水雷的兵器。
“例2”在澳大利亞西部有一種白蟻,通常在地下的巢穴上築有3米多高的楔形蟻塔,楔尖總是像羅盤一樣指向北方,因此取名為羅盤白蟻。生物學家發現,白蟻地下巢穴的溫度始終保持在30~32℃之間,原因是:泥塔與地下巢穴相通,組成一個自然調節的空調係統;泥塔在陽光照射下受熱時,塔內氣溫升高,空氣因密度減小而上升,產生抽氣作用,溫度就不會上升;泥塔表麵皺折較多,有很大的表麵積,在陽光斜射時能最大限度地吸收熱量;工蟻憑自己對溫度變化的靈敏感覺,隨時搬動泥土阻斷或擴大空氣通道來調節空氣的流動。
1994年,英國的建築師們根據羅盤白蟻地下巢穴保持恒溫並使空氣流通的原理在諾丁漢建造了七幢樓房,有三層的,也有四層的。每幢大樓的角上都有一個17米高的圓柱形玻璃塔,作用是采集陽光並吸收太陽熱量,使塔內空氣受熱上升。塔頂有一個塔蓋,用溫度能量控製計算機控製液壓機升降塔蓋,來調節上升的空氣流量,達到既保持適宜溫度、又吸入新鮮空氣、產生自然風的目的,而不必使用空調。
“例3”科學家經過研究發現,蒼蠅有高超的飛行技術和長時間飛行的本領,能懸空定身,行動敏捷,反應靈活,一忽兒作圓形飛轉,一忽兒作垂直起落,能急速轉向,進退自如。蒼蠅前翅發達,後翅為平衡棒,外觀像一對小棒槌,完全喪失了飛翔的作用,是一種“導航儀”,能控製蒼蠅飛行時的平衡,當蠅體傾斜或偏離航向時,平衡棒的振動平麵發生變化,並通過反射予以迅速校正。在蒼蠅平衡棒功能的啟示下,科技人員研製出一種新型導航儀——振動陀螺儀,已用於高速飛行的飛機和火箭,能自動停止危險的“滾翻”飛行,強烈傾斜時,也能自動得以平衡,使飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失。
“例4”啄木鳥被稱為“森林醫生”,為了在樹皮下尋找害蟲的幼蟲充饑,整天啄木不止,它每啄一次的速度達到每秒555米,頭部擺動的速度達每秒5777米。如此快速,啄木鳥頭部受到的衝擊力等於所受重力的1000倍。然而,啄木鳥卻不會發生腦震蕩,生物學家對啄木鳥的頭部解剖後發現:它的腦殼很硬,周圍又有一層類似海綿狀的骨骼,裏麵吸附著許多液體,能起消震作用,外圍還長滿了能起減震作用的肌肉。科學家從啄木鳥頭部的特殊構造得到了啟示,設計出一種新型的安全帽,這種帽子裏麵鬆軟,外麵很堅固,戴上這種帽子即使頭部受到硬物的打擊,也不會受到損害。