形形色色的仿生“眼”

南木

眼睛，是一個可以感知光線的器官。簡單的眼睛結構可以探測周圍環(huán)境的明暗，而復雜的眼睛結構可以提供視覺。

在動物王國中，眼睛大概是所有感覺器官里差異最大的。數百萬年的進化，形成了10多種動物視覺系統(tǒng)。長久以來，科學家從動物的眼睛中獲得靈感，設計出了各種高性能的人造眼睛以及人造光學系統(tǒng)，解決了不少高科技難題。

貓眼VS夜視儀

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

軍事科學家模仿貓眼研制了微光夜視儀，它能通過圖像增強器把輸入圖像的亮度增強并加以顯示。微光通過圖像增強器后，其光增益可達10萬，可視距離達2000千米。

復眼VS速度計

人們之所以難以捕捉蒼蠅，主要原因在于它的復眼。許多昆蟲和節(jié)肢動物都有復眼。復眼由許多單個晶體——“小眼”組成，一般呈六角形。每個小眼都有自己的屈光系統(tǒng)和感覺細胞，都能向大腦傳送信號，大腦據此快速識別圖像和發(fā)現(xiàn)目標。這些小眼的視力很差，但是它們所組成的復眼卻有很高的分辨率，而且還是極為靈敏的速度計。蒼蠅的一只復眼由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。

給導彈裝上模仿昆蟲復眼制造的蟲眼速度計，它就能迅速測定導彈與目標間的相對速度，從而按指令不間斷地調整導彈的方向與速度。

蛙眼VS成像術

蛙眼視網膜的神經細胞分為五類，一類只對顏色起反應，另外四類只分別對運動目標的某個特征起反應，并同時把分解出來的特征信號輸送到大腦的視覺中樞——視頂蓋，最終形成一個完整的圖像。正是基于這項特殊功能，青蛙對靜止物體可以“視而不見”，但蛾子一旦起飛，就能一下子將它“勾”進嘴里。

仿生學家對這種“火眼金睛”的構造進行研究后，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。當復雜的圖像被這樣分解成幾種易于辨別的特征時，發(fā)現(xiàn)目標的敏捷性和準確性自然也就提高了。軍事科學家將電子蛙眼和雷達相配合，就能敏銳迅速地跟蹤飛行中的目標，并準確區(qū)分其真假，大大提高了作戰(zhàn)防御力。

鴿眼VS定向術

鴿眼的神經具有100多萬個神經細胞，分別負責觀察物體的凸邊、垂直邊、水平邊、方向邊、普通邊和亮度。其中管方向邊的神經細胞特別有用，它只對向著某個固定方向運動的物體的全部邊緣敏感，而對物體的顏色、外界光線的強弱等都毫無反應。

軍事科學家模仿鴿子的這一特殊本領制成了電子鴿眼，它能迅速發(fā)現(xiàn)運動著的斑點，大大提高雷達的分辨力。此外，電子鴿眼還可用于監(jiān)視機場的飛機活動狀況，保障機場安全。

鷹眼VS望遠鏡

鷹眼有一正一側兩個中央凹，其視錐細胞密度高達每平方毫米100萬個，比人眼的密度要高6～7倍。正中央凹能敏銳地發(fā)現(xiàn)前側視野里的物體，側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運動的景物中發(fā)現(xiàn)食物，俯沖而下一舉捕獲。鷹眼還有個叫做梳狀突起的特殊結構，這個結構能降低視細胞接收的光強。所以在強光下鷹眼仍然具有較高的視覺靈敏度。

軍事科學家模仿鷹眼制造了電光鷹眼系統(tǒng)。配備裝有望遠鏡的電視攝像機和電視屏，飛行員在高空中執(zhí)行任務時只要專注于電視屏即可。其原理是，電光鷹眼系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)可疑目標，就可利用望遠鏡將其放大形成光學圖像，并用攝像機拍攝下來，再在電視屏上顯示出跟實物一樣的圖像。飛行員還可以把圖像信號發(fā)送到地面，讓地面人員也能及時掌握第一手情報。

如今，科學家仍在繼續(xù)探究自然界各類動物的視覺系統(tǒng)，不斷借鑒它們的特異功能解決關鍵的工程問題。眼睛世界更多未知的奇妙，還有待于我們繼續(xù)探索。