形形色色的仿生“眼”

眼睛，是一個(gè)可以感知光線的器官。簡(jiǎn)單的眼睛結(jié)構(gòu)可以探測(cè)周圍環(huán)境的明暗，而復(fù)雜的眼睛結(jié)構(gòu)可以提供視覺。長久以來，科學(xué)家從動(dòng)物的眼睛中獲得靈感，設(shè)計(jì)出了各種高性能的人造眼睛以及人造光學(xué)系統(tǒng)，解決了不少高科技難題。

貓眼VS夜視儀

提起夜視，你一定會(huì)想到貓。貓的視網(wǎng)膜上具有圓錐細(xì)胞和圓柱細(xì)胞。圓錐細(xì)胞位于視網(wǎng)膜的中央，能感受白晝普通光的光強(qiáng)和顏色；圓柱細(xì)胞位于視網(wǎng)膜的周圍，能感受夜間的光覺。因此，貓能在黑暗中觀察周邊情景。

軍事科學(xué)家模仿貓眼研制了微光夜視儀，它能通過圖像增強(qiáng)器把輸入圖像的亮度增強(qiáng)并加以顯示。微光通過圖像增強(qiáng)器后，其可視距離達(dá)2000千米。

復(fù)眼VS速度計(jì)

人們之所以難以捕捉蒼蠅，主要原因在于它的復(fù)眼。許多昆蟲和節(jié)肢動(dòng)物都有復(fù)眼。復(fù)眼由許多單個(gè)晶體——“小眼”組成，一般呈六角形。每個(gè)小眼都有自己的屈光系統(tǒng)和感覺細(xì)胞，都能向大腦傳送信號(hào)，大腦據(jù)此快速識(shí)別圖像和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。這些小眼的視力很差，但是它們所組成的復(fù)眼卻有很高的分辨率，而且還是極為靈敏的速度計(jì)。蒼蠅的一只復(fù)眼由4000多只小眼組成，能夠輕而易舉地觀察每秒閃爍60次的日光燈。

給導(dǎo)彈裝上模仿昆蟲復(fù)眼制造的蟲眼速度計(jì)，它就能迅速測(cè)定導(dǎo)彈與目標(biāo)間的相對(duì)速度，從而按指令不間斷地調(diào)整導(dǎo)彈的方向與速度。

蛙眼VS成像術(shù)

蛙眼視網(wǎng)膜的神經(jīng)細(xì)胞分為五類，一類只對(duì)顏色起反應(yīng)，另外四類分別對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的某個(gè)特征起反應(yīng)，并同時(shí)把分解出來的特征信號(hào)輸送到大腦的視覺中樞，最終形成一個(gè)完整的圖像。正是基于這項(xiàng)特殊功能，青蛙對(duì)靜止物體可以“視而不見”，但蛾子一旦起飛，就能一下子將它“勾”進(jìn)嘴里。

仿生學(xué)家對(duì)這種“火眼金睛”的構(gòu)造進(jìn)行研究后，發(fā)明了電子蛙眼。它能和蛙眼一樣分別抽取圖像的反差、凸邊、邊緣和暗前緣的明暗變化等特征。軍事科學(xué)家將電子蛙眼和雷達(dá)相配合，能敏銳迅速地跟蹤飛行中的目標(biāo)，并準(zhǔn)確區(qū)分其真假，大大提高作戰(zhàn)防御力。

鴿眼VS定向術(shù)

鴿眼的神經(jīng)具有100多萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，分別負(fù)責(zé)觀察物體的凸邊、垂直邊、水平邊、方向邊、普通邊和亮度。其中管方向邊的神經(jīng)細(xì)胞特別有用，它只對(duì)向著某個(gè)固定方向運(yùn)動(dòng)的物體的全部邊緣敏感，而對(duì)物體的顏色、外界光線的強(qiáng)弱等都毫無反應(yīng)。

軍事科學(xué)家模仿鴿子的這一特殊本領(lǐng)制成了電子鴿眼，它能迅速發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)著的斑點(diǎn)，大大提高雷達(dá)的分辨力。此外，電子鴿眼還可用于監(jiān)視機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)活動(dòng)狀況，保障機(jī)場(chǎng)安全。

鷹眼VS望遠(yuǎn)鏡

鷹眼有一正一側(cè)兩個(gè)中央凹，其視錐細(xì)胞密度高達(dá)每平方毫米100萬個(gè)，比人眼的密度要高6～7倍。正中央凹能敏銳地發(fā)現(xiàn)前側(cè)視野里的物體，側(cè)中央凹能接收鷹頭前方的物體像。因此，雄鷹能在幾千米的高空從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的景物中發(fā)現(xiàn)食物，俯沖而下一舉捕獲。鷹眼還有個(gè)叫做梳狀突起的特殊結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)能降低視細(xì)胞接收的光強(qiáng)。所以在強(qiáng)光下鷹眼仍然具有較高的視覺靈敏度。

軍事科學(xué)家模仿鷹眼制造了電光鷹眼系統(tǒng)。配備裝有望遠(yuǎn)鏡的電視攝像機(jī)和電視屏，飛行員在高空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)只要專注于電視屏即可。

如今，科學(xué)家仍在繼續(xù)探究自然界各類動(dòng)物的視覺系統(tǒng)，不斷借鑒它們的特異功能解決關(guān)鍵的工程問題。