倣生學科技的高端成果：不用空調的恒溫建築

2009年11月11日 10:59:19 　來源：網易探索

自然界，生物的進化史就是一部解決困難化解危機的百科全書。

    從誕生于這個宇宙的第一天起，各種生物就不得不面臨著這個錯綜復雜而又瞬息萬變的生存環境，他們為了生存不斷的接受挑戰，並運用獨一無二的策略去化解危機。也就是說，即使是面臨同一問題，不同的生物也會有不同的自我保護方式。現在，科學家正逐步意識到，對于我們人類而言，這些不同種屬的生物所啟用的自我保護方式是一個大型的資料庫。我們可以將之應用到生活中的各種領域中，比如說建築業，醫學，能源產生業，交通，食品制造業，以及食品包裝業。

    生物倣生學是指對于每一種獨一無二的生物進行研究，模擬其內在的、環保的、天然的特性，並將其應用于生活中，以此來化解我們日常生活中面臨的困難。

    依賴著自然界賦予的靈感，研究者開發出了越來越多的解決問題的方案，因此保護生態環境以及保護瀕危動植物的活動也應該日趨完善。有時候，為了保護一些不知名的動物，一項大型的開發項目就被擱置甚至說被取消了，有些人就會認為這是過激反應，但是他們應該意識到任何危及到瀕危動植物的活動，終將影響到我們自己。在將來的某一天，這項活動所帶來的後果將不僅損害我們的利益，而且將影響我們的切身生活。

    以下是一些應用了倣生學科技的高端成果：

    新型空調：向白蟻取真經

    在津巴布韋的哈拉雷，矗立著一座體型龐大的辦公及購物群——約堡東門購物中心。該購物中心並沒有安裝空調，但是它涼爽宜人，它所消耗的能量只是與它同等規模的常規建築的十分之一。

    它的設計靈感來源于非洲的白蟻，這些小生物們能夠在它們的塔樓巢穴中維持一個恒定的溫度。他們經常開啟和關閉自己塔樓巢穴中的氣口，使得巢穴內外的空氣得以對流——冷空氣從底部的氣口流入塔樓，與此同時熱空氣從頂部的煙囪流出。這一發現被建築大師麥克·皮爾斯應用到了建築領域中，以期能夠在一個閉合的空間裏高效節能地，並且不用相關設備地控制溫度。

    這項倣生科技的應用，不僅是節能增效，有利于環境保護，而且省下的空調設備的成本匯聚成了涓涓細流，造福了該建築的租賃者，他們所付出的租金比周邊建築的租賃者要少了20%。

    風力渦輪機：創意來自駝背鯨

    來自于賓夕法尼亞州的西徹斯特菲爾德大學的弗蘭克·費什博士對于駝背鯨的鰭狀肢邊緣的凹凸腫塊非常感興趣，並對此作了大量研究。他認為，這些凹凸缺口理論上看來會阻礙駝背鯨在水中的運動，但是事實並非如此。費什博士發現，這些奇妙的腫塊有著恰到好處的形狀，並且長在恰到好處的位置，這些可以幫助像鯨一樣笨拙的大型動物行動靈巧。因為這些腫塊所造成的漩渦將生成8%的浮力，以及減少32%的摩擦力。

受此靈感的啟發，費什博士發明了鯨動力，並將其應用于渦輪葉片，研制出新型的在葉片邊緣制造出突起和結節的葉片。使用這種葉片的風力渦輪機，有著更高的效率和可靠性，以及超低的噪音。這種葉片也可應用于水力發電渦輪機，抽水泵，和通風設備中。

    箱仔鲀造就節能車

    最近，戴姆勒·克萊斯勒汽車的設計師設計出了一款新型的概念車，造型就是模倣那種異乎尋常且其貌不揚的熱帶箱仔鲀。設計師將其命名為“倣生型車”，並實現 了多年來一直追求的節能減排的夢想，即是成功減少20%的燃油消耗，以及降低80%的氮氧化合物的排放量。每加侖的柴油可以使這款車跑滿70英裏，同樣這 款車也可使用天然氣或者生物柴油作為動力。到目前為止，這款車型已經遙遙領先于近期即將研發的所有概念車。

    “壁虎俠”機器人

    很難想象出比昆蟲更加靈活的生物，他們擁有著與生俱來的能力能夠吸附在各種物體的表面，並且能夠如同在水平地面行走一樣地飛檐走壁。這點深深的打動了機器人研制者。昆蟲的眼睛具有更高的分辨率，並且能看到比人類視野更寬闊的全景；另一方面，他們能夠輕易的適應並融入到瞬息萬變的環境中。這些都為科技的發展，探索的進行和防禦的開展提供了很大的參考作用。

    美國國防部高級研究計劃局最新研制的機器人就是倣生科技的一大見證。他們借鑒了昆蟲和爬行動物的特性，旨在研發出可以漫步地球可以飛檐走壁也可以在別的物體表面行走的機器人。無論是從外觀還是從動作上看，“機器粘人”都像極了壁虎，它運用摩擦牢牢的固定在光滑的物體上；“絕妙攀登者”則像是螳螂，每秒鐘可以移動66厘米（相當于其體長的1.5倍）。

    英國巴斯大學的研究者同樣致力于倣生機器人，模倣能夠跳躍的昆蟲。因為缺少肌肉，昆蟲不得不依賴于瞬間發力，就像拉直一根彈簧並瞬間放松。運用這種原理，“機器跳人”借助于自身類似的係統，可以跳躍高達50厘米。

    羅德裏·阿莫裏，機器人的研制者，希望可以研發出改良後的版本，研制出可跳躍可彈動的機器人。這樣一來，就可以不再使用美國航空和宇宙航行局的探測器在火星的表面笨拙的踐踏了。

 甲殼蟲引發的食品和能源站的新創意

    有很多人質疑撒哈拉森林計劃的可行性，它是一個係統的意願美好的項目，旨在將這塊世界上最不適合居住的區域轉變為一片繁茂而高產的綠洲，藉此為全非洲人民制造足夠的能源。聽起來不可置信，但是這項項目已經通過了計劃階段，並且已經在局部幹旱地區執行落實，而且已經取得了不小的成績。追本溯源，這項偉大的項目中的一個核心組成成分，是從諾米比亞的小小甲殼蟲取暖並獲得食物的生活方式中得來的靈感。

    白天，這種甲殼蟲的黑色外殼就會吸收並發射出熱量；晚上，它的體溫會急劇下降，變得比周邊物體更加低一些，這種溫度的差異會使得水汽凝結在甲殼蟲的硬殼上形成小水滴。每天早上，這種甲殼蟲都會飲用此露水。

    撒哈拉森林計劃就是將這一原理放大執行。蒸發的海水形成的水汽，或者是從海岸抽取的海水將會彌散在空氣中，懸浮在溫室的四周，為生長的作物提供一個濕潤的生存環境；蒸發的海水遺留下來的鹽分將凝結在溫室後面的暗灰色管子上。在溫室的邊緣，布滿了高密度的太陽能板，也就是用蒸餾過的水清洗的大鏡子來吸收太陽光。這集中起來的熱量將被用來加熱水，使其變為水蒸氣，來帶動渦輪機的運作，以此發電。這個係統不僅能夠生成這個溫室所需水量的五倍，而且相當于其他太陽能工廠生產能量產出的兩倍。

這項撒哈拉森林計劃所涉及的放生科技不僅來源于甲殼蟲，同時也借鑒了一個自然界的過程，那就是水在地球上循環的水文運動係統，水從空氣中凝結落在地面以及海上。這項計劃已經在特納利夫島，阿曼記憶阿拉伯聯合酋長國測試通過，它的設計者聲稱其同樣適用于非洲，印度，中東的大部分地區，澳大利亞以及西班牙的局部地區。

    倣生科技不止是局限于一味的模倣自然服從自然，它更加注重將自然界的規律加以掌握，加以創新，並運用于環境保護和健康事業中去。大自然歷來是個節約者，她運用最少的能量，耗費最少的資源，自我凈化廢物利用，來實現最大化的目的。這一模范帶頭作用應引起人們的重視，在當今環境日益惡化的情況下，我們需要緩和矛盾，加深與生物的交流，拉近與自然的關係。

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