智慧設(shè)計

Shaun Pett

懷特兄弟打造飛機時，只需從身邊尋找靈感就行了——他們靠的是研究鳥類；而當(dāng)一位瑞士工程師從衣服上摘除芒刺時，魔鬼氈便誕生了。

仿效大自然來構(gòu)想設(shè)計點子并非新鮮事，但過去10年來，這種做法已經(jīng)從艱澀的科學(xué)期刊里走出來，邁入主流文化。20世紀(jì)90年代末，美國自然科學(xué)作家珍妮·班亞斯推廣“模擬生物學(xué)”一詞，指的是從動植物身上獲取創(chuàng)新靈感。倡議模擬生物學(xué)的人主張，大自然的演化歷經(jīng)了38億年之久的探索與發(fā)展，已經(jīng)解決了人類現(xiàn)在所面對的許多挑戰(zhàn)。

“我們經(jīng)常只看到大自然所蘊藏的天然資源，但模擬生物學(xué)卻以大自然為師?！奔幽么蟀泊舐运囆g(shù)設(shè)計學(xué)院的助理教授卡爾·哈斯屈奇說。

以下就是6種以大自然為靈感來源的發(fā)明，有可能因此全盤改變?nèi)祟惿鐣?/p>

芒剌

1941年的某一日，喬治·德·麥斯卓爾帶著他的愛犬去打獵，無意中發(fā)現(xiàn)自己沾到了芒刺，數(shù)百個微小的鉤子就附著在他的褲子和愛犬的毛上。此時，他腦海靈光一閃，便發(fā)明了日后的魔鬼氈(魔術(shù)貼)。

鯨魚

美國賓州的生物學(xué)家法蘭克·費許有一天在逛街時，看到一個座頭鯨的雕像，發(fā)現(xiàn)鯨魚鰭狀肢上的隆起放“錯”邊了!費許大感困惑，因為如果雕像是對的，那么流體力學(xué)中的一條基本法則就是錯的——過去人們一直認(rèn)為光滑的前緣有利于減少阻力。但費許發(fā)現(xiàn)座頭鯨鰭狀肢上稱為“突節(jié)”的隆起，能提升浮力與游泳的效能。

今天，總部設(shè)在加拿大安大略省的鯨魚動力公司推出一種“突結(jié)增強型”風(fēng)扇葉片，能比傳統(tǒng)的設(shè)計多鼓動25％的空氣，同時省電20％。全世界用在通風(fēng)、空調(diào)、電腦服務(wù)器和風(fēng)力發(fā)電上的，風(fēng)扇不計其數(shù)，這可是一大發(fā)現(xiàn)。

翠鳥

日本新干線的子彈列車以300公里的時速往返于各大城市之間載運旅客，既快速又舒適。但在試車期間，工程師發(fā)現(xiàn)當(dāng)車體高速進(jìn)入狹窄的隧道時，大氣壓力會產(chǎn)生震耳欲聾的聲波。把400。米之外的窗戶震得嘎嘎直響。熱衷賞鳥的工程師中津英治希望解決這個問題，他問自己，有哪種動物經(jīng)常得因應(yīng)空氣阻力突然產(chǎn)生的變化?

答案是：翠鳥。當(dāng)它從阻力小的空氣潛入阻力大的水里時，濺起的水花居然很小。子彈列車的前端于是模仿翠鳥鳥喙形狀重新設(shè)計，成功降低了噪音，也減少耗電量。

蟲文丘

建筑師米克·皮爾斯受聘為非洲老家津巴布韋的哈拉雷市設(shè)計一棟大樓，由于空調(diào)的零件均仰賴進(jìn)口，安裝與維護所費不貲，他必須不用空調(diào)而能讓大樓保持涼爽。他說，白蟻丘的點子源于一句玩笑話，但沒被一笑置之的原因是：人們認(rèn)為白蟻運用一套巧妙的系統(tǒng)，讓蟻丘的底部能夠保持通風(fēng)。

于是皮爾斯運用風(fēng)扇從大樓的天井吸人冷空氣，經(jīng)由地板底下的空隙往上送，再從護墻板的通風(fēng)口吹進(jìn)辦公室。相較于使用空調(diào)的建筑物，皮爾斯所設(shè)計的大樓只需1／10的耗電量，能源消耗量比哈拉雷市6棟普通建筑物的耗能總和還要少30％。

鯊魚

附著在船體上黏糊糊的污垢非常討人厭，經(jīng)常得靠對人體有潛在危害的含銅防附著涂料來對付。美國海軍研究室委托工程教授安東尼，布倫南尋找更安全的抗污之道。他知道鯊魚是極少數(shù)能保持身體干凈的海洋動物之一，原因是它們身上細(xì)如牙齒的鱗片能阻止海藻和藤壺的積聚。

布倫南利用這項知識發(fā)明了一種名為“小鯊魚”的表面涂層，能比其他涂層減少85％的污垢附著。實驗證明，“小鯊魚”也能抑制細(xì)菌的擴散。廠商知道每年有成千上萬的人死于醫(yī)院內(nèi)感染的傳染病，因而研發(fā)出一種包裝材料，可用于醫(yī)院的高危險區(qū)域，比如病床的欄桿、調(diào)控面板和托盤桌。

藍(lán)閃蝶

中南美洲雨林所發(fā)現(xiàn)的藍(lán)閃蝶，以其光彩奪目的藍(lán)色翅膀而聞名。然而，如果碾磨它的翅膀，會得到一種淺褐色的粉末。這種蝴蝶翅膀的顏色是一種名為“結(jié)構(gòu)色”的視覺幻象，也就是隨著光線照射的方式，有的光波被吸收，而其余的被反射回來所造成的效果。

藍(lán)閃蝶的研究帶來了革命性的商業(yè)用途：電腦、平板電腦和移動電話的顯微板屏幕，以及毋須染色便可“映照”出七彩霓虹色的聚酯和尼龍纖維服裝，就是這么來的。

(編輯，王克峰)