動物的啟示發明10個(植物的啟示發明10個)

設計師和工程師如何從大自然中尋找解決方案。

仿生學從自然和自然系統中尋找靈感，利用受自然啟發的策略來改進設計。通過適應和進化，大自然花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。低效率在自然界中不會持續太久，人類工程師和設計師經常在那里尋找現代問題的解決方案。以下是八個引人注目的仿生學例子。

鯊魚皮=泳衣

在2008年夏季奧運會期間，以鯊魚皮為靈感設計的泳衣吸引了眾多媒體的關注，當時人們的注意力都集中在邁克爾·菲爾普斯身上。

在電子顯微鏡下，鯊魚皮由無數重疊的鱗片構成，稱為真皮層齒(或“小皮齒”)。齒槽沿著它們的長度與水流一致。這些凹槽破壞了渦流的形成，或緩慢水流形成的湍流漩渦，使水流通過得更快。粗糙的形狀也阻礙了藻類和藤壺等寄生生物的生長。

科學家們已經能夠在泳衣(現在禁止在大型比賽中使用泳衣)和船底上復制真皮齒。當貨船的效率僅能提高百分之一時，它們就能減少燃料油的消耗，也不需要為船體進行化學清潔。科學家們正在醫院里應用這項技術來制造抗細菌生長的表面——細菌無法附著在粗糙的表面上。

海貍=潛水服

海貍有一層厚厚的脂肪，當它們在水中潛水和游泳時，可以保持溫暖。但他們還有另一個保持溫暖的妙招。它們的皮毛非常濃密，可以將溫暖的空氣封存在層與層之間，使這些水生哺乳動物不僅保持溫暖，而且保持干燥。

麻省理工學院的工程師們認為，沖浪者可能也會欣賞這種能力，因此他們創造了一種橡膠狀的毛皮，他們說，這種毛皮可以制成“生物靈感材料”，比如潛水服。

研究人員對沖浪用的潛水服特別感興趣，因為運動員經常在空氣和水環境之間移動。研究人員說他們可以控制頭發的長度、間距和排列，這使他們能夠設計出與特定潛水速度相匹配的紋理，并最大限度地提高潛水服的干燥區域。

白蟻窩=辦公樓

白蟻巢穴看起來超凡脫俗，但卻出奇地舒適。室外的溫度在一天中劇烈波動，從30多華氏度到100多華氏度，而白蟻巢穴的內部溫度穩定在舒適的87華氏度(對白蟻來說)。

津巴布韋哈拉雷東門中心的建筑師米克·皮爾斯研究了白蟻巢穴的冷卻煙囪和隧道。他把這些經驗應用到33.3萬平方英尺的東門中心，該中心的供暖和制冷能耗比傳統建筑低90%。建筑有大煙囪，在晚上自然地吸進冷空氣，降低樓板的溫度，就像白蟻窩一樣。在白天，這些石板保持涼爽，大大減少了補充空調的需要。

毛刺=尼龍搭扣

魔術貼是眾所周知的仿生學的例子。你可能在年輕的時候穿過帶魔術貼的鞋子，你當然可以期待在退休后穿同樣的鞋子。

維可牢尼龍搭扣是由瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉在1941年發明的，當時他從自己的狗身上去除毛刺，決定仔細研究它們是如何工作的。在毛刺針末端發現的小鉤子啟發了他創造了現在無處不在的魔術貼。想想看:如果沒有這種材料，世界就不會有維可牢跳——一種穿著全套維可牢跳服的人試圖把身體盡可能高地拋到墻上的運動。

鯨魚=渦輪

鯨魚在海洋中游泳已經有很長一段時間了，進化把它們塑造成了一種超級高效的生命形式。它們能潛到數百英尺以下的水下，并在那里停留數小時。它們靠吃比眼睛還小的動物來維持龐大的體型，它們用鰭和尾巴為運動提供動力。

杜克大學、西切斯特大學和美國海軍學院的科學家們發現，鯨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。公司正在將這一想法應用到風力渦輪機葉片、冷卻風扇、飛機機翼和螺旋槳上。

鳥=飛機

通過使用v字形，鳥類可以將飛行距離提高70%以上。科學家們發現，當鳥群呈我們熟悉的v字形隊形時，當一只鳥扇動翅膀時，它會產生一股小的上升氣流，將后面的鳥托起。當每只鳥經過時，它們將自己的能量添加進去，幫助所有的鳥保持飛行。通過在不同高度中旋轉它們的順序，它們分散了努力。

斯坦福大學的一組研究人員認為，客運航空公司可以通過采取同樣的策略來節省燃油。這個由伊蘭·克羅教授領導的團隊設想了從西海岸機場起飛的飛機在飛往東海岸目的地的途中相遇并編隊飛行的場景。克魯和他的研究人員認為，通過像鳥類一樣在飛機前面輪流飛行，飛機可以比單獨飛行節省15%的燃料。

荷花=油漆

蓮花有點像陸地上的鯊魚皮。這種花的微粗糙表面自然地排斥灰塵和污垢顆粒，保持花瓣閃閃發光的清潔。如果你曾在顯微鏡下觀察過荷葉，你會看到無數細小的指甲狀突起，它們可以阻擋灰塵。當水在荷葉上滾動時，它會收集表面的任何東西，留下一個干凈的葉子。

一家德國公司花了四年時間研究這種現象，并開發出了一種具有類似性能的涂料。這種油漆的微粗糙表面可以趕走灰塵和污垢，減少了清洗房屋外部的需要。

甲蟲=收集水

小甲蟲是集水高手。這種黑色的小蟲子生活在惡劣、干燥的沙漠環境中，它能存活下來多虧了它獨特的外殼設計。甲蟲的背部覆蓋著光滑的小腫塊，作為凝結水或霧的收集點。整個外殼覆蓋著一層光滑的、像特氟龍一樣的蠟，并通過管道將晨霧中的凝結水輸送到甲蟲的口中。它的簡潔是絕妙的。

麻省理工學院的研究人員已經能夠建立一個概念的靈感來自于甲蟲的外殼。他們制作了一種比現有設計更有效地從空氣中收集水的材料。世界上大約有22個國家使用網子從空氣中收集水，因此這種效率的提高可能會產生很大的影響。