不同的眼睛，不一樣的奇妙視界（下）

文/Echo、 Temple

不同的眼睛，不一樣的奇妙視界（下）

文/Echo、 Temple

上期介紹了各種動物千奇百怪的眼睛，不同的“視界”正逐步被科學家們解密并加以仿生應用——仿生學猶如在生物學和實際運用技術之間架起的一座橋梁，通過再現生物學的原理，人類不僅找到了技術上的解決方案，同時也開啟了更多不一樣的視界。

納米蛾眼

夜間飛行的飛蛾，眼睛基本對近紅外線不產生反射波，這樣既減少了鳥類、青蛙等天敵的注意，還使其能在夜間具有偽裝隱蔽性。

原理：飛蛾的眼部結構——一個個“鼓包”的有序排列讓整個眼睛幾乎不反光。眼睛有一層立體六角蜂窩狀納米結構，平均高度約為200nm，各個結構間的間隔約為300nm，此結構的特征尺寸小于作用波長，大部分的入射光線都被蜂窩狀結構所吸收，折射率自上而下連續變化，不發生反射。

應用：太陽能電池LED發光器件半導體領域。傳統發光器件如LED因出光效率低，無法將大部分光導出元件而令使用受到限制。將納米蛾眼減反結構與光學元件進行結合，可以應用在各種顯示器和屏幕上，降低因反射帶來的圖像對比度下降問題。

電子鴿眼

鴿子的視覺非常發達，科技工作者通過生物電流測試，發現鴿子的視網膜可以按照不同的功能進行多種分類。

原理：鴿子的眼睛有6種不同的神經細胞，它們分別對進入眼睛的外界景物產生特殊的反應。鴿眼的這種特殊構造和功能，也引起了科學家的關注。

應用：在鴿眼的啟示下，科學家用光電管和人工神經元制成了“電子鴿眼”，它能夠快速檢測經過眼前的物體的運動速度、方向、大小及形狀。在機場安裝這種電子鴿眼，能大大提高指揮系統的工作效率，防止飛機碰撞事故。

電子鷹眼

老鷹眼睛的敏銳度在鳥類中名列第一，是人眼的8倍，而且視野非常開闊，雙眼視的視角可達320°，這使得翱翔于2000米高空的老鷹，能發現地面上像黃鼠這樣小的目標。

原理：人類每只眼睛里的視網膜上，都有一個凹槽，叫做中央凹，而老鷹眼中的中央凹卻有兩個。這兩個中央凹的作用不同，其中一個專門用來向前方看，另一個則專門用來向側面看。這樣一來，老鷹的視覺范圍就寬得多，能兼顧前方和側面。除此以外，老鷹的每個中央凹內用于看東西的細胞也比人類多出6、7倍。

應用：科學家根據鷹眼的構造和視覺原理，研制出類似鷹眼的搜索和探測系統，即“電子鷹眼”這一先進儀器，不僅能使飛行員的視覺得以擴大，視敏度也得以提高，而且還能提高地質勘探、海洋救生等工作的效率。

電子蛙眼

青蛙蹲在稻田里，偶爾眨一眨那凸凸的大眼睛，盡管它眼前的禾稈上停著一只飛蛾，它卻“熟視無睹”。可是，飛蛾剛一展翅起飛，青蛙就以迅雷不及掩耳之勢，向上猛地一跳，張開大口，翻出舌尖，一下子就粘住飛蛾，“勾”進嘴里。

原理：蛙眼視網膜的神經細胞分成5類，一類只對顏色起反應，另外四類只對運動目標的某個特征起反應，并能把分解出的特征信號輸送到大腦視覺中樞——視頂蓋。因此，在迅速飛動的各種形狀的小動物里，青蛙可以立即識別出它最喜歡吃的蒼蠅和飛蛾，而對其他飛動著的東西和靜止不動的景物都毫無反應。

應用：現代戰爭中，敵人的飛機、坦克、艦艇發射的真假導彈都處于快速運動之中，要克敵制勝，必須及時把真假導彈區別開來。而將電子蛙眼和雷達相結合，就可以像蛙眼一樣，敏銳迅速地跟蹤飛行中的目標。

貓頭鷹眼夜視儀

貓頭鷹白天躲藏在樹洞中，或停在枝葉茂密的大樹上動也不動，一到了晚上，它們卻能飛來飛去行如白晝。

原理：視網膜的感覺細胞分為圓錐細胞和圓柱細胞兩種類型，而貓頭鷹有一雙與人眼感覺細胞不同的眼睛。人眼的是圓錐細胞，需要較強的光刺激才能看清物體，因此人眼只能在白天看清東西；而貓頭鷹眼是圓柱細胞，在較弱的光線下就能看清物體，因此它們能在夜間捕食。

應用：貓頭鷹眼的構造和視覺特性，使科學家深受啟發研制出了夜視儀。夜視儀的用途非常廣泛，并能促進多種技術的發展。

延伸

除了眼睛，動物們還有很多奇妙之處

1.蒼蠅

“聞臭而動”的蒼蠅，似乎總令人討厭，但科學家們卻根據蒼蠅的身體運行原理，成功仿制出一種十分奇特的小型氣體分析儀，并已經被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內氣體的成分。

2.水母

水母的順風耳可是出了名的靈敏，科學家們仿照水母耳朵的結構和功能，設計了水母耳風暴預測儀，能提前15小時對風暴作出預報，對航海和漁業的安全都有重要意義。

3.蝙蝠

根據蝙蝠超聲定位器的原理，人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內裝一個超聲波發射器，盲人帶著它可以發現電桿、臺階、橋上的人等。如今，有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。

4.貝殼

很多人喜歡在沙灘撿貝殼，并且把他們串成風鈴用來做裝飾，但貝殼的妙用可不止這一種。用貝殼的蛋白質生成的膠體非常牢固，這種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等許多事情上。

5. 烏賊

烏賊體內的囊狀物能分泌黑色液體，遇到危險時便會釋放出來，誘騙攻擊者上當。潛艇設計師仿效烏賊的這一功能設計出了魚雷誘餌——酷似袖珍潛艇，可按潛艇的原航向航行，航速不變，也可模擬噪音、螺旋節拍、聲信號和多普勒音調變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演，令敵方潛艇或攻擊中的魚雷難辯真假，最終使己方潛艇得以逃脫。

6.蜘蛛

生物學家發現蜘蛛絲的強度相當于同等體積鋼絲的5倍。受此啟發，英國劍橋一家技術公司試制成猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維。用這種纖維做成的復合材料可以用來做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結構材料。

7. 鯨魚

當代核潛艇能長時間潛航于冰海之下，但若在冰下發射導彈，則必須破冰上浮，這就碰到了力學上的難題。潛艇專家從鯨魚每隔10分鐘必須破冰呼吸一次中得到啟迪，在潛艇頂部突起的指揮臺圍殼和上層建筑方面，作了加強材料力度和外形仿鯨背處理，果然取得了破冰時的“鯨背效應”。

8. 蝴蝶

遨游太空的人造衛星受到強烈的陽光輻射時，溫度會高達200攝氏度；而在陰影區域，衛星溫度會下降至零下200攝氏度左右，很容易烤壞或凍壞衛星上的精密儀器，這個問題一度曾使航天科學家傷透了腦筋。后來，人們從蝴蝶身上受到啟迪。原來，蝴蝶身體表面生長著一層細小的鱗片，這些鱗片有調節體溫的作用。每當氣溫上升、陽光直射時，鱗片自動張開，以減少陽光的輻射角度，從而減少對陽光熱能的吸收；當外界氣溫下降時，鱗片自動閉合，緊貼體表，讓陽光直射鱗片，從而把體溫控制在正常范圍之內。科學家經過研究，為人造地球衛星設計了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統。

9.豬

哼哼……人們從豬的鼻子得到啟示發明了防毒面具。