從小我們就聽說過「仿生學」,就是借鑑動植物來研發新科技。比如說,蜂窩煤、蛤蟆鏡、蝙蝠俠……好吧,正經例子還是不少的,比如模仿蒼耳的尼龍搭扣、模仿荷葉的自潔材料等等。要說最早的仿生學使用者,很有可能就是咱們古代的魯班,他從有著鋸齒的樹葉上得到啟發,發明了最常用的伐木工具——鋸子。魯班可能沒想過,自己開創性使用的仿生學,能被2000多年後的人們,對此依舊樂此不疲。
把攝像機棒在雞頭上 你是認真的嗎?
戴夫,一名來自美國的攝影師,入行多年的他一直在尋找更好的方法,來提升自己的攝影技術。
雖然戴夫做了很多嘗試,但是他依然沒辦法攻克攝像機防抖這個難題。知道他在網上看到了這麼一個視頻:
「挖掘」到這段寶藏視頻以後,戴夫立馬按照網友的說法,用自家的雞試了試:
這隻名叫利茲的雞沒想到,它的噩夢才剛剛開始。戴夫先是設計了一些既靈活又輕便的穩定器樣機,然後把挑選出來的樣機,綁在了利茲的腦袋上。
小試牛刀後,戴夫發現這套攝像裝備的穩定性奇佳。隨後利茲就開始了走南闖北的生活。
為什麼雞頭能防抖呢?一種觀點認為,這都是為了維持視線穩定,人類和大部的哺乳動物,主要依靠眼睛的移動來調節視線,而對鳥類來說,這招可不太好使。為了更好的飛翔,鳥類演化出了比例大得出奇的眼睛,眼球的轉動也因此受到限制,於是維持視線穩定的重任,只好轉交給脖子和腦袋上的肌肉了,所以那些善於飛翔的鳥類,往往也用擁有最佳防抖性能。就連人類研發的例如斯坦尼康這樣的防抖穩定器,也要甘拜下風。
不過,值得慶幸的是,由於人類無法控制鳥類往哪邊看,成了這套設備的硬傷,所以雞頭防抖拍攝法並沒有廣泛應用開來,充其量只是在手機、相機等廣告中出現而已。
仿生既可以給人類帶來靈感 還可以現學現用
但是,人類從動物身上學到的東西,遠不止於此。從達文西開始,人類就想像著自己能真正翱翔於天際,但是隨後的幾百年內,依然沒有人能夠擺脫陸地的束縛。直到一百多年前,一位名叫奧託·李林塔爾的德國工程師,通過長時間觀察鳥類的飛行後,製造出了仿生的滑翔機,還真的飛上了天空,當然,這樣的飛翔,是短暫的。
雖然李林塔爾在1896年的時候,因為滑翔機意外墜落而失去了自己的生命,但是他這些開拓性的飛行經歷,依然為美國萊特兄弟的下一步發展,奠定了基礎。1903年12月17日,萊特兄弟實現了人類歷史上第一次駕駛飛機進行動力飛行。
雖然這次飛行的留空時間只有短短的12秒,飛行距離只有微不足道的36米,但它卻是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定和可操縱的重於空氣飛行器的首次成功升空並飛行,標誌著人類徵服天空的夢想開始變為現實。
接下來的故事大家都知道了,人類飛行器經過不停的革新迭代,不僅大大提到了人們的出行效率,而且還把太空人送上了月球,把探測器送上了火星。
這一切都源自於地球上第一隻學會飛行的鳥!
飛行的難題解決後,人們又將目光轉向了水中。雖然鯊魚並不是世界上遊泳最快的魚類,但是說到節能,似乎鯊魚更勝一籌,因為它總是能做到事半功倍。為了找到其中的原因,人們將鯊魚表面放大幾百倍後,發現鯊魚皮的表面中央部位有脊狀突起,這些突起的部位,鎖住了皮膚表面的一層水,減少了鯊魚遊泳時的阻力。
換句話說,遊同樣的距離,鯊魚只要費別的魚一半的力氣就行了。
基於這個發現,泳衣製造商已經設計出了仿生泳衣,表面附著鯊魚皮般的微小突起,另外,他們還分析了遊泳運動員的體形,然後像鯊魚一樣,在最有效的位置設置了脊狀突起,理論上,這種設計可以減少4%的阻力,雖然數據看起來不顯眼,但是在頂級運動員的競爭中,卻意義非凡。從2000年問世以來,運動員穿著這款泳衣打破了多項世界紀錄,到2009年7月,國際泳聯決定於2010年5月起,全球禁用這款高科技泳衣。
逼真的仿真機器人 真的只屬於看著炫酷系列嗎?
科學家們最大的樂趣,就是製造各種仿生機器人。木蟻是一種大規模群居動物,它們正在對巢穴周圍的森林地表,進行大掃蕩,尋找各種微小的食物。一旦它們找到特別滿意的食物來源,就會召集更多的工蟻來幫忙。
而來自西英格蘭大學的科學家們,卻把普通人眼中的神奇,變成了現實。他們設計出了一群能移動圓盤的機器人,給它們植入了一些簡單的規則。第一,如果碰到圓盤,撿起它,第二,如果碰到牆壁或者是其他機器人,轉身,第三,如果手中有圓盤的時候,碰到另一張圓盤,然後放下它。就這個,沒過多久,這群機器人就把散落在各地的圓盤,整齊地摞在了一起。
在德國,有一家名為費斯託(Festo)的公司,專門製造各種炫酷的仿生機器人,從天山飛的地上跑的到水裡遊的,這家公司把各種動物都模仿了個遍。
雖然就目前來看,費斯託公司研製出來的仿生機器人,大部分都屬於看著很牛卻實際作用不明顯的系列,但這些機器人中用到的各種高端工藝、自動化驅動、機械臂、模塊、人工智慧等技術,卻能廣泛應用到各個領域當中。對此,我腦海中出現的第一個詞語就是:厚積薄發,說不定哪一天仿生機器人的春天就悄然到來了,如果等到那一天再開始研發,豈不是已經晚了幾個世紀?