“偷師”大自然

一直以來(lái)，科學(xué)家和各行各業(yè)的工程師們?cè)丛床粩嗟貜拇笞匀猾@得創(chuàng)造靈感，因此大自然在創(chuàng)造發(fā)明方面可謂是我們的“恩師”，而我們只是大自然的“學(xué)徒”。本文將列舉五個(gè)來(lái)源于大自然的發(fā)明。

蜂群思維管理能源

蜂群是一個(gè)神奇的種群，它們似乎沒(méi)有思維，智力也不高，但是卻“本能”地知道自己應(yīng)該扮演什么角色，需要完成什么工作。蜂群之所以能做到分工明確，工作效率如此之高，是因?yàn)楸澈笥幸恢弧盁o(wú)形的手”——蜂群思維。

蜂群思維是指由不同組成部分高度連接形成的非常靈活的系統(tǒng)，采用分布式管理，沒(méi)有中心控制，各部件之間相互溝通，主動(dòng)判斷自己需要做什么，工作效率極高。具有蜂群思維的個(gè)體蜂，可以相互交流與溝通，明確自己的角色，然后開(kāi)始忙碌地工作。

美國(guó)的雷根能源公司就運(yùn)用了蜂群思維，建造了沒(méi)有控制中心的電力分配系統(tǒng)，提高了電力資源分配的效率。這個(gè)系統(tǒng)雖然沒(méi)有控制中心，但是有很多區(qū)域控制器。像蜂群中的個(gè)體蜂一樣，每個(gè)區(qū)域控制器都能像個(gè)體蜂一樣互相傳遞信息，不同的是控制器通過(guò)無(wú)線通信傳遞信息。傳遞信息的同時(shí)自主判斷出自己需要負(fù)責(zé)的區(qū)域，當(dāng)自己負(fù)責(zé)的區(qū)域電力不足或多余時(shí)，可以獨(dú)立分配電力資源，無(wú)需通過(guò)中央控制，既節(jié)省時(shí)間，又能提高效率。

牛蒡草果實(shí)與“魔術(shù)貼”

1941年，瑞士電氣工程師喬治·德·梅斯特拉爾興致勃勃地去阿爾卑斯山打獵，打獵回來(lái)發(fā)現(xiàn)自己的衣服上粘上了牛蒡草的果實(shí)。回家后，他花了很長(zhǎng)的時(shí)間也沒(méi)能除盡這些煩人的牛蒡果。這鉤起了他的好奇心，牛蒡果怎么會(huì)有這么強(qiáng)大的附著力呢？他將牛蒡果放在顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)牛蒡果上有無(wú)數(shù)個(gè)小鉤子，他不禁想：如果制作這種結(jié)構(gòu)的搭扣，會(huì)不會(huì)又方便又牢固呢？

以牛蒡果的小鉤子為靈感，喬治·德·梅斯特拉爾在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)后發(fā)明了“魔術(shù)貼”。這種新型搭扣分成兩部分，一部分是一塊帶有許多環(huán)狀小毛球的布，另一部分帶有許多小鉤子形狀的鉤毛，當(dāng)鉤毛和小毛球?qū)N時(shí)，鉤毛從小毛球的環(huán)狀部位穿過(guò)，鉤子就能鉤住小毛球，要想拉開(kāi)鉤毛和小毛球，需要極大的力，“魔術(shù)貼”就此誕生。

“壁虎牌”超強(qiáng)粘合劑

我們驚訝于壁虎能抵抗地心引力，在天花板上游走；也對(duì)壁虎能輕而易舉攀爬光滑表面感到詫異，因?yàn)槲覀儫o(wú)法做到這些事情。研究發(fā)現(xiàn)，壁虎不懼地心引力，在光滑表面游刃有余的秘密在于壁虎爪上的一排“剛毛”，大量“剛毛”和物體表面接觸時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的粘附力，就像粘合劑一樣，將壁虎和物體表面牢固地黏在一起。

以剛毛結(jié)構(gòu)為靈感，科學(xué)家和工程師們成功使用硅膠模擬了屬于人類的“剛毛結(jié)構(gòu)”。不僅如此，模擬壁虎剛毛結(jié)構(gòu)的吸盤(pán)，可以讓人類在光滑的物體表面上行走，就像蜘蛛俠一樣。可以說(shuō)壁虎讓“蜘蛛俠”在現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)了。

給船只“貼膜”

在海洋中，有許多生命進(jìn)行著各類生命活動(dòng)，因此會(huì)遺留許多生命活動(dòng)的產(chǎn)物如糞便、遺體等，在海洋中沉積下來(lái)。這些沉積物和海洋里的泥炭等混合，形成生物淤積。當(dāng)運(yùn)輸貨物的船只行駛過(guò)生物淤積時(shí)，這些生物淤積非常容易粘附在船只表面，對(duì)行駛造成阻力，降低運(yùn)輸效率。

研究人員發(fā)現(xiàn)，鯊魚(yú)的皮膚上好像不會(huì)沉積任何淤積，這是為什么呢？原來(lái)，鯊魚(yú)的皮膚上有微小的鱗片，鱗片凹凸不平，沉積物在這些鱗片上沒(méi)有了“立足之地”，自然不會(huì)沉積在鯊魚(yú)皮膚上面了。于是研究人員根據(jù)鯊魚(yú)皮膚的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一種用于船只的涂層，給船只“貼膜”之后，航運(yùn)的效率大大提高。

翠鳥(niǎo)帶動(dòng)列車(chē)發(fā)展

當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)隧道時(shí)，會(huì)發(fā)出震耳欲聾的聲音，沖擊著我們的耳膜，讓我們無(wú)法忍受。同時(shí)列車(chē)的速度還會(huì)因?yàn)樽枇Χ陆担@是為什么呢？

原來(lái)，當(dāng)列車(chē)高速駛過(guò)隧道時(shí)，車(chē)頭會(huì)不斷擠壓空氣，形成高壓墻，高壓墻和隧道里的空氣發(fā)生碰撞，會(huì)發(fā)出極大的聲響，高壓墻還會(huì)給列車(chē)增加阻力。

來(lái)自日本的中津英治發(fā)現(xiàn)，翠鳥(niǎo)高速俯沖進(jìn)水中時(shí)，幾乎不產(chǎn)生一點(diǎn)漣漪，這是因?yàn)榇澍B(niǎo)鳥(niǎo)喙呈流線型，從喙尖到頭部的直徑是逐漸增大的，當(dāng)翠鳥(niǎo)穿越水面，水會(huì)順著鳥(niǎo)喙流向鳥(niǎo)身，減少了水花的產(chǎn)生。在翠鳥(niǎo)的啟發(fā)下，工程師們將列車(chē)頭做成了翠鳥(niǎo)鳥(niǎo)喙的形狀，噪音大大地減小了，而且列車(chē)的速度也不會(huì)因?yàn)檫^(guò)大的阻力而降低。