數百萬年的進化塑造了我們周圍的世界，創造了許多不可思議的事物。 仿生學是指我們觀察自然界的特徵並將其或部分複制用於人類技術和設計。 仿生學在實踐中有許多優秀的例子。
仿生學涉及人類活動的許多領域。 從醫學到研究、工業、經濟、建築、城市規劃、農業和管理。 這份清單並不詳盡，因為仿生學首先是一個關於我們如何處理這些專業領域的問題。 因此，它可能或多或少直接適用於所有部門。
仿生學的概念基於一個關鍵思想：自然總是按照經濟和效率的原則運作，同時不產生廢物。 還記得 Lavoir 說過“沒有丟失，沒有創造，一切都在改變”嗎？ 就是這個主意。 無論應用領域如何，仿生哲學都是負責任和全球戰略的一部分 可持續發展 旨在平衡地球資源的使用方式。
目錄
什麼是仿生學？
仿生學，（顧名思義，是對生物的模仿）旨在從自然選擇和自然採用的解決方案中汲取靈感，並將其原理轉化為人體工程學。 它是一種通過模仿自然界中的設計和想法來創建應對人類挑戰的解決方案的方法。 它無處不在：建築物、車輛，甚至材料。
仿生學作為一種方法是一段美麗的旅程，我們可以從大自然中學到什麼，在這個過程中，我們加強了與自然世界的關係和聯繫。 這是為全人類和所有物種創造一個更可持續、更健康、更公平的世界的重要因素。 所以我們認為總結一些最值得注意的例子會很有趣。
10 兒童和學者的仿生學真棒例子
如前所述，仿生學從自然和自然系統中尋找靈感，使用受自然啟發的策略來改進設計。 通過適應和進化，這個角色花費了數百萬年的時間來解決問題，最終產生了一些令人難以置信的創新。 低效率並不會持續很久，人類工程師和設計師經常會在那裡尋找現代問題的解決方案。
這裡有一些超酷的仿生學例子，在科學、工程和創新中受到了兒童和學者的自然啟發設計的影響。
- 仿鯊魚皮泳裝
- 受翠鳥啟發的子彈頭列車（就像迪士尼中的那種）
- 以座頭鯨為藍本的風力渦輪機
- 甲蟲和自灌水瓶
- 一個吸引人的 像啄木鳥一樣震驚
- 頭足類偽裝
- 受白蟻啟發的通風系統
- 鳥類啟發的噴氣式飛機
- 毛刺和魔術貼
- 蝴蝶翅膀和太陽能
1. 仿鯊魚皮泳裝
鯊魚是海洋中最大的掠食者之一。 雖然鯊魚以其敏銳的嗅覺和快速再生的牙齒而聞名，但新的研究可能指出該物種的皮膚是其最具進化性的利基資產。
鯊魚皮上覆蓋著無數被稱為“真皮細齒”的重疊鱗片。 運動時，這些真皮細齒會形成一個低壓區。 這種前緣渦流實質上將鯊魚向前“拉”，也有助於減少阻力。 不用說，這種設計有很多應用。
科學家已經復制 真皮細齒 在泳衣（現在在主要比賽中被禁止）和船底。 2008 年夏季奧運會期間，邁克爾·菲爾普斯 (Michael Phelps) 成為焦點，鯊魚皮泳裝受到了媒體的廣泛關注。
眾所周知，Speedo 將仿生鯊魚皮融入 2008 年奧運會的泳裝系列中。 據史密森尼學會稱，98 年奧運會上 2008% 的獎牌是由穿著鯊魚皮泳裝的游泳運動員贏得的。 從那時起，技術就被禁止參加奧運會比賽。
同樣，雖然許多 水 眾所周知，鯊魚的身體上會寄生其他海洋物種（例如藤壺），可以這麼說，鯊魚仍然相對“乾淨”。 這些微小的真皮細齒還幫助鯊魚抵禦藻類和藤壺等微生物。 此後，美國海軍基於這種皮膚模式開發了一種名為 Sharklet 的材料，以幫助抑制船上的海洋生物生長。
2. 受翠鳥啟發的子彈頭列車（就像迪士尼中的那種）
翠鳥有專門的喙，可以讓它們潛入水中捕食，同時產生最小的飛濺。 利用這種新機頭，下一代 500 系列列車的速度提高了 10%，耗電量減少了 15%，而且最重要的是，不再有“隆隆聲”。
當日本工程師承擔升級高速子彈頭列車的艱鉅任務時，他們的設計遇到了一個不幸的障礙。 問題不在於讓這些列車達到所需的速度，而在於列車前方的空氣位移所產生的大量噪音。 當火車進入隧道時，車輛經常會發出巨大的衝擊波，稱為“隧道轟鳴”。
衝擊波的威力甚至對幾條隧道造成結構性破壞。 為了盡量減少這種繁榮，日本工程師模仿了翠鳥的鳥嘴，這種鳥嘴在進入水域時造成的飛濺最小。 通過創造這種新的機頭形狀，火車的速度提高了 10%，耗電量減少了 15%，而且最重要的是，不再有“隆隆聲”。
這種創新過程稱為人工光合作用，仿生葉從陽光中產生氫燃料。 通過利用太陽能分解水，這有望成為潛在的全球能源突破。
這種類型沒有排放 可再生能源 燃料
3. 以座頭鯨為藍本的風力渦輪機
例如，座頭鯨使用凹凸不平的結節鰭來推進，這似乎有悖常理。 這些鯨魚影響了風力渦輪機的新模型。
鯨魚，被稱為世界上最大的魚，長期在海洋中游弋，進化使它們成為一種超高效的生命形式。 他們可以潛入水面以下數百英尺並在那裡停留數小時。 它們通過以比肉眼所能看到的小的動物為食來維持巨大的體型，並且它們用超級高效的鰭和尾巴來驅動它們的運動。 由於座頭鯨的存在，這些成為可能。
座頭鯨前鰭上的脊，稱為結節，會影響水流過鰭的方式。 它在水中產生空氣動力流。 儘管體型龐大，結節仍能讓它們高速游動。
我們的許多現代空氣動力學設計都依賴於相當基本的原理。 為了獲得最佳的升力和最小的阻力，光滑的邊緣和簡潔的線條是關鍵。 然而，在整個動物王國中，許多物種都具有非凡的提升能力。
杜克大學、西切斯特大學和美國海軍學院的科學家發現，鯨魚鰭前緣的凸起大大提高了效率，減少了 32% 的阻力，增加了 8% 的升力。 這些經過調整的葉片還有助於以每小時 10 英里的速度產生與傳統渦輪機以每小時 17 英里的速度產生的相同數量的功率。
公司正在將這一想法應用於風力渦輪機葉片、冷卻風扇、飛機機翼和螺旋槳。
4. 甲蟲和自註水瓶
在這個時刻這已經不是什麼秘密了：獲得水對任何人來說都是至關重要的 可持續發展 總體而言，這個星球上的文明和生命。 雖然地球上的一些地方擁有豐富的水資源，如湖泊和河流，但更乾旱的氣候必須靠有限的降水來應對。
源自在地球上最惡劣環境之一中茁壯成長的甲蟲的技術很可能有助於啟動下一代清潔能源 集水.
原產於納米布沙漠的甲蟲（Stenocara 甲蟲）由於其獨特的外殼設計，通過背上積水來生存乾燥和惡劣的環境。 他們也被稱為“集水大師”。 他們將翅膀對準海風，背上的隆起物將水滴匯集到嘴裡。
工程師們創造了一個具有類似集水和防水凸起的水瓶。 該項目可以幫助開展水資源保護工作，並使乾旱地區的社區更容易獲得水資源。
保護或社區規劃專業的專業人員可能會參與涉及這種仿生工程方法的多個水資源保護項目。 全球約有 22 個國家/地區使用網從空氣中收集水，因此這種效率提升可能會產生重大影響。
5. 像啄木鳥一樣吸收震動
啄木鳥以其非凡的挖掘能力而聞名。 這些生物用它們的喙覓食昆蟲，並為自己創造角落，而不會因快速而有力的啄食而頭部受傷。
當啄木鳥鑽這些洞時，它們每秒經歷近 1200 次 22 重力拉力 (Gs) 的減速。 從正確的角度來看，一場嚴重的車禍會給乘客帶來相當於 120 G 的重力。
加州大學伯克利分校使用 CT 掃描進行的研究發現，啄木鳥有四種旨在吸收機械衝擊的結構。 這種鳥的半彈性喙、頭骨後面的“海綿狀骨”材料區域和腦脊液共同作用，以延長腦震盪發生的時間，從而抑制振動。
基於這些結構，航天工程師經常使用這些結構來設計能夠在發生故障之前吸收更多力的抗隕石航天器和飛機黑匣子。 這種自然的設計也可以幫助飛機和航空工程師在未來開發出更多優質技術。
6. 頭足類偽裝
像所有頭足類動物一樣，魷魚能夠發光（生物發光）以及改變它們的膚色。 這種偽裝能力使它們能夠躲避捕食者，而生物發光使它們能夠與配偶交流和/或吸引配偶。 這種複雜的行為是由專門的皮膚細胞和肌肉網絡產生的。
休斯頓大學的研究人員製造了一種類似的設備，能夠檢測周圍環境並在幾秒鐘內匹配它們。 這個早期的原型使用靈活的像素化網格，利用執行器、光傳感器和反射器。 當光傳感器檢測到周圍環境發生變化時，就會向相應的二極管發送信號。
這會在該區域產生熱量，然後熱色網格會改變顏色。 這種人造“皮膚”在未來可能同時具有軍事和商業應用。
7. 受白蟻啟發的通風系統
白蟻經常因為它們的破壞性而名聲不佳。 然而，白蟻因創造了地球上一些最精密的冷卻通風系統而臭名昭著。 即使在一些最熱的地方，這些白蟻丘內部仍然異常涼爽。 雖然外面的溫度一整天都在從低溫到高溫劇烈波動，但白蟻巢穴的內部溫度卻穩定在一個舒適的溫度。
土丘使用錯綜複雜的有意氣穴網絡，利用對流創造了一個自然通風系統。 這是建築和建築專業人士如何使用自然元素和 可持續材料 提高炎熱氣候下建築項目的安全性和質量。
例如，津巴布韋哈拉雷的東門購物中心，高 333,000 平方英尺，使用的供暖和製冷能源比傳統建築少 90%，其大型煙囪可在夜間自然吸入冷空氣以降低店內溫度樓板，就像白蟻窩一樣。
8. 受鳥類啟發 噴氣機
通過使用 V 形，鳥類可以將飛行距離增加 70% 以上。 科學家們發現，當一隻鳥拍動翅膀時，鳥群呈熟悉的 V 字形時，它會產生一個小的上升氣流，將這隻鳥舉到後面。
當每隻鳥經過時，它們都會為划水增加能量，幫助所有鳥保持飛行。 通過在堆棧中輪換順序，他們分散了精力。
斯坦福大學的一組研究人員認為，客運航空公司可以通過採用相同的策略來節省燃料。 由 Ilan Kroo 教授領導的團隊設想了這樣的場景：來自西海岸機場的噴氣式飛機在飛往東海岸目的地的途中相遇並編隊飛行。
克魯和他的研究人員認為，通過像鳥類一樣以 V 字形飛行，飛機在前面輪流飛行，與單飛相比，飛機可以減少 15% 的燃料消耗。
9. 毛刺和魔術貼
魔術貼是仿生學的一個廣為人知的例子。 您可能在年輕時穿過帶魔術貼綁帶的鞋子，您當然可以期待在退休後穿同樣類型的鞋子。
1941 年，瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉爾 (George de Mestral) 發明了維可牢尼龍搭扣，當時他去除了愛犬的毛刺，並決定仔細研究它們的工作原理。
毛刺針末端的小鉤啟發了他創造現在無處不在的魔術貼。 想一想：如果沒有這種材料，世界就不會知道 Velcro jumping 一項運動，在這項運動中，穿著全套 Velcro 衣服的人試圖將身體盡可能高地拋到牆上。
10. 蝴蝶翅膀和太陽能
“普通玫瑰”蝴蝶通過用翅膀吸收陽光來加熱身體。 通過在電子顯微鏡下研究它的翅膀，研究人員發現它們身體上的孔可以分散陽光並使它們保持溫暖。
利用這種機制，研究人員創造了一種類似於蝴蝶翅膀 3D 模型的矽薄膜，並將其應用於太陽能電池，從而改進了其整體設計。 這種新能源電池通常可以在光線較暗的條件下吸收更多的陽光。 通過在太陽能行業中使用這項技術，工程師可以幫助社區和當地企業增加他們的 可持續能源 用法。
結論
我希望隨著科學家們更多地研究自然世界來回答人類的問題，他們開始越來越多地看到，進化論這個嚴重錯誤的想法是不可能的。 現在輪到你根據自然界中發現的東西進行創新了！ 隨心所欲地發揮創意，並徵得父母的同意
建議
Ahamefula Ascension 是一名房地產顧問、數據分析師和內容作家。 他是希望燃燒基金會的創始人，也是該國一所著名大學的環境管理專業畢業生。 他痴迷於閱讀、研究和寫作。