仿生學是發展相當迅速的一門新興科學,仿生學主要是利用自然界動物的特性和習性來研究其特性應用的一門科學。生活在海洋中的動物是科學家們研究仿生應用的重要動物之一。現在介紹幾種海洋動物及其仿生應用。
水母與風暴預測儀
水母觸手中間的細柄上有個小球,里面有粒小小的聽石,這一特殊的聽覺器官,使水母在十幾個小時前就能捕捉到風暴到來前的次聲波。
科技工作者模仿水母的聽覺器官,成功地研制成了“風暴預測儀”。將它安裝在艦艇的甲板上,能在15個小時前接受到海上風暴的次聲波,預測風暴的方向和到達的時間。
鯨與“鯨背效應”
核潛艇長時間在海水下航行,特別是冰層下面,但有時為了發射導彈或其他需要,必須破冰浮出水面,但潛艇的背部附有其他設施并且背殼比較薄弱,破冰上浮必將使背部吃不消。
怎樣解決這一力學上的難題呢?后來,潛艇專家從北冰洋的鯨每隔10分鐘左右就要破冰浮出水面而呼吸的行為受到啟發。于是,對潛艇頂部突出的指揮臺周圍的鋼殼和上層建筑加以改裝——模仿鯨的背部形狀,并加強背部材料的力度。這一改進,效果相當理想。
飛魚與“飛魚導彈”
飛魚是熱帶海洋中的一種魚類。當它受到敵害追擊時,就會拼命沖出水面,用有力的尾柄和尾鰭的下葉猛擊水面,使身體騰空而起,同時展開闊大的胸鰭,在離水面近10米的空中,以每秒18米的速度滑翔,最遠可滑翔300多米。
飛魚超低空滑行的特技,引起導彈專家的注意。伊拉克在兩伊戰爭中使用的“飛魚導彈”就是仿生飛魚的產物。這是一種超低空飛行的空對艦導彈,從飛機上發射后掠海面飛行,艦艇上的雷達發現不了,所以命中率很高。
鱟與電視攝像機
鱟是海洋動物中的節肢動物。它體形古怪,頭胸相連,狀如馬蹄,所以又叫馬蹄蟹;因其嘴的周圍有6對長爪,行動宛如蜘蛛,故又稱鱟蛛。它的視覺也十分特殊,有4只限睛,2只小眼在前,兩只復眼在頭的兩側,復眼由1000多只小眼組成,各個小眼彼此制約。當一個小眼受到光照產生興奮時,周圍的小眼卻受到抑制,這叫“側抑制作用”,可增強邊緣反差,略去視覺物體的細節,使圖像輪廓突出,增加所視之物的清晰度。
鱟的視覺原理,使科技工作者深受啟發,他們模仿鱟的側面抑制機制,研制出了一種新型的電視攝像機,用這種攝像機拍攝的電視片,清晰度相當高。
章魚與噴水船
章魚在逃跑或者追趕獵物時,速度可高達每秒15米。它靠什么獲得如此驚人的速度呢?這是因為,在章魚體內有一個能裝海水的外套膜,當它需要快速運動時,外套膜就猛烈收縮,使海水從前部的噴水管急速向后噴射出去,頓時產生很大的反推力,從而使身體像炮彈一樣向前彈射出去。
科學家應用章魚的“動力原理”,研制出了一種新輪船——噴水船。這種船用水泵把水從船頭部位吸進,然后高速從船尾噴出,推動船體飛速向前。這種船不僅速度快,而且結構簡單,安全可靠。
劍魚與超音速飛機
劍魚為典型的流線型身體,體表光滑,上頜尖長且硬,尾柄強健能產生巨大的推動力。當它飛速向前時,長矛般的長頜起到劈水前進的作用。以每小時130千米高速前進的劍魚,堅硬的上頜能把半米多厚的木質船板刺穿。
受劍魚的啟發,飛機設計師仿造劍魚的體形,在飛機前端安裝一根長“針”,這根長針可以刺破飛機高速飛行中所產生的“音障”,于是“超音速飛機”問世了!
金槍魚與新型潛艇
大海中的金槍魚,外表具有平滑的線條,在水中游動不僅速度快而且非常靈活。軍事科學家根據金槍魚的這些特點,正在研制和試驗一種水下機器人——金槍魚潛艇。它的外形與游動的金槍魚相似,能夠潛入敵方區執行偵察任務,為己方海軍收集情報和信息。