生物启迪法：技术创新理论与实践

生物启迪法就是把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，模仿他们独特的功能、肢体动作、色彩、声音等，并把这些原理和机理运用在技术发明中，实现新的技术设计。

地球上的生物在漫长的进化过程中，通过自然选择，形成了许多有成效的器官或形态，其结构的精巧和可靠达到了令人难以置信的地步。例如，蝙蝠是靠超声波定位的，蝙蝠能依靠它迅速捕到昆虫，上万只蝙蝠在一个山洞里飞翔也可互不碰撞。

生物内部复杂和精巧的机构，具有千奇百怪的功能。我们可以把生物的这些功能、机构运用到技术发明上去，为人类生活创造出更多便利。

巧妙应用仿生法，有哪些方法和要领呢？

（1）仿生物功能。

例如，蜻蜓和苍蝇的复眼由许多单眼组成。在每一个单眼中，都有一小块角膜，这种角膜像照相机一样单独成像。在蜻蜓和苍蝇的复眼前边，即使只放一个目标，但通过一块块角膜，它们仍可以看到许许多多个相同的影像。人们仿照复眼的这个功能，把许多光学小镜排列组合起来，发明了复眼透镜。用这种复眼透镜制成照相机，一次就可以拍千百张相同的影像。

（2）仿生物结构。

有一种黄蜂，它能用不到半两的蜂蜡建起数十间整齐的蜂房。而人类建造房屋用的砖，每立方米的质量约有1.8 吨之多。依照蜂窝的结构，人们制成一种纸蜂窝墙板，是将厚约2.5 毫米的石棉水泥和纱管纸按一定方法黏结起来的新型建筑材料。目前，这种材料不仅用于建筑业，而且可用来制造家具。用相同原理制成的高强度纸蜂窝墙板还可应用于火箭和飞机机翼的制造中。

人们还根据蛙眼的视觉原理，研制成功了一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等，特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。

（3）仿生物语言。

动物也有语言，称为动物通信。有一次，一位科研人员把动物的声音用录音机录下来，同时仔细观察该动物的相应行为动作，发现了它们之间有相互的关系。如把一支灵敏度很高的话筒放到人工孵卵器里，发现了一种十分奇特的现象：原来在小鸡出壳前三天，就已“吱吱”地说话了。起先声音很低，后来把耳朵凑到鸡蛋上就能听得到。据此，人们一旦掌握了动物语言的秘密，就可以指挥动物的行动了。目前，有的飞机场、菜园、养鱼场等为了不受鸟的危害，依照鸟语设立鸟语广播台。这种广播台播放鸟类遇到危险时发出的惊叫声，以吓跑飞鸟。

（4）仿生物钟。

每天天刚破晓，公鸡便引吭高歌，“喔喔”地准时报晓。鸡叫三遍，天光大亮；豆类植物幼苗的叶子白天抬起、晚上下垂。生物学上称这些现象为昼夜节律。

生物界的许多活动还跟季节有关，如植物的开花结果、候鸟的迁徙、鱼类的洄游，都有这个规律。

人的身体里也有生物钟系统，人的体温、血压、基础代谢、脉搏、细胞分裂和血液成分等，都呈昼夜性变化。人们一旦揭开生物钟的奥秘，将有更多发明给人类生产、生活带来不可估量的好处。

★案例1

雷达

蝙蝠是靠超声波定位的，蝙蝠的超声波定位器只有几分之一克，但是它能精确地导向，蝙蝠能依靠它迅速捕到昆虫，上万只蝙蝠在一个山洞里飞翔也互不碰撞。人们通过蝙蝠的超声波定位发明了雷达。

点评：某些生物具备人类不具备的超强器官功能，人类可以利用这些功能进行发明。蝙蝠是靠超声波定位从而精确导向的，如用到其他地方是否能解决同样的问题呢？如汽车倒库、探险导航、深山探矿、地震救援、深孔找物等。

★案例2

发光桌布

法国LumiGram 设计公司2007 年发布的可发光光纤桌布，为我们的饭桌文化添加了高科技因素。(www.xing528.com)

已经上市的可发光光纤桌布使用方便，效果华丽。它用纯棉布为材料，用电池供电，同时配有欧式电源适配器。即使出现断电现象，仍可通过电池供电继续进行聚会或晚餐。它还可以手洗。

聚会时可把它当作餐桌上的中心饰物，不用再麻烦地挂起长串长串的装饰灯，也不用再担心打翻蜡烛。只需接通电源，光纤桌布就会发出与银色刀叉和周围环境相配的淡淡微光。

点评：将生物的发光特性用于日常生活中的用具用品上是一种行之有效的好办法。

★案例3

强力细菌

研究人员发现，利用巴斯德细菌能将在地震中容易变动的沙土变成更加稳定的地面，只需将尿素、沙土和钙混合在一起，并注入一点该细菌即可！ 因为这种具有粘接作用的微生物以尿素为食，并排解出方解石，可将沙土粘合在一起，将流沙变成砂岩。

点评：将生物特性（食性）用于建筑还真是奇迹。

★案例4

可乐也可以为手机供电

科学家们研究发现，可乐可以作为一种电力来源。科学家解释，其实这是利用可乐中的碳水化合物与一种特殊的酶发生作用，由糖分作为催化剂，从而产生电能，为设备供电。

点评：将生物特性（食性）用于发电同样值得称赞，除了可乐可以作为一种电力来源外，还有没有其他可作为电力来源的物质呢？如糖水、尿液、臭气、污泥、烂叶等。

★案例5

伪装网

蝴蝶色彩丰富，尤其是荧光裳凤蝶，其后翅金黄色和黑色的斑纹在阳光下金光灿灿。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，提出在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。

根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。

点评：其实，除此方法之外还有其他办法，如充气假目标、木夹板假坦克、假房屋等。

★案例6

“外置机械骨骼”

士兵们经常因为长时间背着沉重的战斗装备而体力透支，甚至会受伤。而一种“外置机械骨骼”通过电池供电，能够监测每个士兵的运动，配置“外置机械骨骼”的士兵甚至可以搬动200 磅（约91 千克）以上的物体。

点评：“外置机械骨骼”通过力的转化来降低物资装备的重量，值得称赞。