钢铁雄心4国家改名:海洋动物的仿生有哪些?

生活在海洋中的动物是科学家们研究仿生应用的重要动物之一。现在介绍几种海洋动物及其仿生应用。

金枪鱼 金枪鱼是海洋鱼类动物中运动速度最快的动物之一，金枪鱼捕食时会达到大约80公里的时速。在美国麻省理工大学，科学家们以金枪鱼为模型，制造了一条名叫"查理"的1．2米长的机器鱼，并在水箱中开始了测试。科学家们已经把这个发现推向技术方面的应用。

鱼的尾鳍既能作为推进动力又能导向，考虑到这个特点，在计算机上分析金枪鱼的外形，研究的成果已经为水面船只提供了鳍类推进方式。并且，机器鱼鳍的运动也经过改善，能在角落里自由游动。科学家们也研究了金枪鱼的皮肤，希望能获得更好的流线特性。

鲑鱼 鲑鱼能够在湍急的水流中生活。尽管它们的运动系统很像金枪鱼，但还是有差别。鲑鱼不但能够自如地控制自己，还能以闪电般的速度启动，从不动的状态立即达到14公里的时速。它们为什么能够做到这一点呢？除了尾巴摆动的频率以外，通常鱼越大越长就游得越快。科学家们发现，鲑鱼在加速时每秒能摆尾15次。因此，其仿生价值极高。

企鹅 企鹅在陆地上看起来很笨拙，但在水中却异常灵活。为寻找流线型的理想模式，科学家们把微型测量仪器装在企鹅背上，记录下它每天运动距离、深度和速度。为拍摄照片，科学家们还在南极装了一个特殊的水道。通过进一步的实验，发现企鹅的运动与鱼类不同，几乎只靠鳍来推进自己，这说明企鹅的身体已经进化成了大体积小阻力的优化典范。而且，它的身体在水中几乎不改变形状，这个事实使模型实验变得十分简单。

鲨鱼 鲨鱼在海洋里已经生活了3．5亿年，能达到超过70公里的高时速。科学家在显微镜下检查深海鲨鱼的皮肤时意外地发现鲨鱼的鳞屑是扇形的，而且有小槽。然而，在传统的观念中，表面越光滑产生的阻力就越小。于是，科学家们把数百个模型鳞片按不同的角度装配，形成了一个人造的测试表面。测试的结果表明：摩擦损失比光滑表面还要小10％，这项新发现马上找到了技术应用。这种仿生皮肤被用来包裹空中客车飞机的外表面，使每架飞机的年燃料消耗减少了350吨。如果每年来往于世界各地的飞机都装上这种皮肤，节省的燃料价值可达数十亿美元之巨，造成温室效应的二氧化碳和氮氧化合物也将会大大减少。

无数的海洋生物，经过海洋亿万年的精雕细琢，锤炼出了适应海洋生活的奇妙无比的技能。它们是人类的良师益友，可以极大地启示人们。深入探索它们的奥秘，将为发展更加先进的技术提供不尽的源泉。充分利用海洋仿生学的研究成果，将大大加快人类科技产业进步和社会发展的历史进程。

实际上，早在远古时代，人们就已懂得模仿生物了。舟船、舵和桨，就是古人依照鱼的形状以及鱼尾和鱼鳍发明出来的；就连人们的游泳术也是向海洋生物学来的，至今人们不是还习惯地使用“蛙泳”、“豚泳”吗？当然这还只是简单的模仿学，算不上是仿生学的研究。只有今天，在科学技术高度发展的时代，我们才有可能真正掌握生物的“秘方”，进而变为发展新技术的“良策”。

蛤壳使人得到建筑巨大薄壳房顶的启示，乌贼启发了喷水拖船的制造；鲎眼的侧抑制原理促成了“鲎眼电子模型”的诞生，因此，加工各种照片可获得清晰的图像；依据海豚的体形、皮肤结构等特点，设计出的潜艇、鱼雷和小型船只的水下部分，可减少阻力20％～50％等。另外，海洋生物对长期生活的海洋的适应能力，往往已达到了最为经济有效而又可靠的水平，因此对改造人类工程技术有极大的吸引力。如海洋动物对海水的淡化能力，生物光、生物富集的能力，潜水、通讯、定位和导航的能力都已成为人类的仿生研究和开发的重要课题。

仿生学是一门年轻的科学。它的历史只有短短的36年，但是，她已展示出了强大的生命力，做出了许多很有价值的贡献。可以预测，随着人类科学技术的发展，她的前途将是无量的。

生物的进化已有35亿年以上的历史。海洋是地球上生命的摇篮，广阔而又深远的海洋，包括海洋生物在内，更有着无穷的奥秘等待着人类去揭示。向海洋进军是我们今天十分迫切的任务，海洋仿生学的研究，将为人类向海洋进军提供新的途径，为海洋研究提供新的方法，为人类开发利用海洋提供新的工具。

目前，仿生学已越来越受到人们的加倍重视。有人预言，21世纪将是生物科学成果倍出的世纪，将是生物科学与其他科学技术密切融合、相互渗透和促进的时代。现在，物理学已深入到物质的原子核和基本粒子中去了，并且还在进一步深入。在生物科学方面，还远远没有深入到它的本质中去，还有大量的谜底等待着人们去揭示。

不论是从人类已有的自然科学历史及其已有的成果来看，还是从自然科学发展应用趋势上来看，生物科学与技术科学的结合是不可避免的。它不仅能促进生命科学的发展，而且还给科学技术的发展提供一把万能的钥匙，使生物的种种奥妙无穷的机能成为人类科学技术的宝库。在这方面，仿生学，特别是海洋仿生学将扮演一个十分重要的角色。

我们相信，在不久的将来，海洋仿生学一定会开出更加令人欣喜、更加令人向往的奇花，放射出更加绚烂夺目的光彩。

水母几乎全部由水构成，它身体中的水分实际上占到了百分之九十八，组成它身体的分子之间，有着大量的液体，经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶。

在材料科学家的眼里，大海中还有许多生物新材料。比如海参通常是柔软而富有弹性的，但是当它受到威胁时，它能够使自己的身体变硬，是什么因素使它发生这样的变化呢？

海参的体内有大量的凝胶，也就是蛋白质和脂肪。脂肪也属于凝胶的一种，它存在于各种动物体内，当然也包括我们人类。凝胶作为一种材料是极其常见的，但它具有其他材料不能提供的特性。比如一块凝胶在吸收了三十倍于自身体积的水分后仍能保持硬挺，并且感觉干燥。现在科学家们正在研究让凝胶能够移动。你看这是一条用凝胶驱动的聚合物腿在踢球，而守门员也是由于凝胶移动正试图救球。他们的移动是由弱电流控制的。如果改变电极，凝胶就会朝着相反方向移动。

看似一场游戏，但将来这种柔软的材料可以用来驱动电机、泵和阀门。使大自然内部保持在一起的不是缝针，不是铆钉，也不是焊接。实际上一切都是用胶连接。用胶连接不仅能提供良好的绝缘，更重要的是它可以更快更容易地使用，并能比机械连接承受更大的应力。

草蛉用身体分泌的胶水将它的卵快速粘在一个安全的高度，他用的胶水在几秒钟之内就变硬，卵几乎还悬挂在空中。与人工的胶水相比，这种胶水没有有毒溶剂的挥发，绝对的环保。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。海洋中的贻贝有一项更为惊人的胶粘专利。他自己合成的足丝，可以像锚一样将自己固定在岩石和沙子上，它是贻贝生命的保险。这种胶粘剂极其的坚韧，而且在水下可以硬化，对我们人类来说，它的作用不言而喻，于是科学家对它进行了研究。

科学家将贻贝用皮筋固定在玻璃箱的一面，但贻贝更愿意利用自己的天然锚，从他们脚上伸出它们自己合成的足丝。

当贻贝形成足够的足丝时，若将它收集起来，这对贻贝来说损失并不严重，因为他在两小时之内就可以生产出新的足丝。

通过对贻贝足丝和胶粘点的分析，终于分离出贻贝的胶粘蛋白，并制造出一种新的粘胶剂。当我们将制作好的生物胶粘剂用在粘贴金属片时，却意外地发现了这种粘胶剂的另一特性，它像一层看不见的铠甲，保护着金属片不受侵蚀。多么神奇！大自然专利局提供的巧妙办法，一次又一次地令人感到惊奇。虽然我不断地学习大自然，但大自然不会交出它全部的秘密，每一种生物隐藏的秘密都是我们意想不到的财富。

海洋动物仿生学

领十鱼能在伸手不见五指的海里与海流搏斗，并能准确地发现障碍物，确定正确的方向。这些本分奇特。科学研究表明，这些行为是鱼类使用身体上的侧线完成的，它是鱼类的“第六感”系统，由数千个延伸整个身体的细小毛发细胞组成。即使是在完全黑暗的海水中，侧线也会对鱼类身体周围的水流做出反应，从而正确地侦测到障碍物和水流的动物。

不久前，伊利诺伊州立大学的科研小组仿生开发出一套可使机器人拥有“第六感”的人工侧线，它与鱼类的侧线系统相似。这种人工侧线由许多排列在表面的，类似于发束的微小硅片组成，每一条都通过微较链连接在一个电子感应器上。当水流与硅束接触时，硅束会因不同的水流速度而弯曲，使传感能侦测到硅束弯曲的角度和方向，从而帮助机器人找出它想去的方向。