仿生科技有哪些 10大有意思的仿生学研究成果

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10大有意思的仿生学研究成果

其实人类一直在向大自然学习,很多科学技术都源于大自然。人们模仿生物的特殊本领,利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科就是仿生学。下面让我们一起来看看近年来十项有意思的仿生学研究成果。

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俗称水立方的国家游泳中心是2008奥运会游泳项目的举办地,它的外观看上去像是一个巨大的蓝色盒子,墙面上布满不规则的泡泡。这层泡泡的尺寸和排布看起来没有规律,其实在设计上参考了细胞、分子结构等自然界非常普遍的精准几何结构。

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新加坡滨海艺术中心又称“榴莲艺术中心”,其外观酷似东南亚盛产的水果之王——榴莲。其实这座建筑的创意来源并非是榴莲,而是昆虫复眼。滨海艺术中心的外墙由数千片三角型的玻璃遮阳板组成,能够改变阳光照射的方向,保证室内的自然光照恰到好处。

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基于马蹄莲花蕊的螺旋状结构,一家名为Pax Scientific的公司研发出了全新的工业流体搅拌技术,仅仅需要持续点亮3只100瓦灯泡的电力,就可以用来循环搅拌1000万加仑的水。

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不同于大部分鲸鱼,座头鲸的鳍肢上有一些凸出的结节。座头鲸游动时,这些结节会提供更多浮力,转动鳍肢时,这些结节还能减少水对其产生的阻力。所以座头鲸的鳍肢成为了流体动力学的主攻方向,不少科技公司都在开发带有结节的叶片,制造出效能更高的船用方向舵、水轮机、风车和直升机旋翼。

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鲨鱼皮表面有着成百上千的褶皱,这些褶皱被称为肤齿,可以大大减少水流的阻力,让鲨鱼可以更有效更快速地游动。2008年奥运会,游泳名将迈克尔-菲尔普斯(Michael Phelps)身着鲨鱼皮泳衣一举多得八枚金牌,还打破了多项世界纪录,如今不少游泳选手都会穿上这种泳衣。

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人体能够通过新陈代谢来产生能量,当一个人消耗碳水化合物或糖分时,体内的酶就会分解葡萄糖,释放出能量。如今科学家也希望基于这一原理研发出生物电池。包括索尼在内的不少企业,以及很多大学的研究者都将生物电池看做一项重要课题,实际上索尼2007年就研发出一款新型生物电池,能够采用木纤维质酵素将纸张中的纤维素分解为葡萄糖,最终产生的电能可以驱动一台索尼随身听。

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蜘蛛丝是一种强度和韧性都非常强的材料,在很多领域都具有广阔应用前景。然而蜘蛛丝主要来源于蜘蛛结的网,本身产量就低,蜘蛛还有同性相食的个性,无法高密度养殖。此外,现有的纺纱技术在加工蜘蛛丝时也有些力不从心。加州一家名为Bolt Threads的初创公司日前通过解析蜘蛛的DNA制造出了一款人造蜘蛛丝,如今这项技术最终被证明可行,那很可能被应用于制造更好更轻便的防弹衣,或是拉力更强的吊索。

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壁虎是唯一能在垂直表面上攀爬的脊椎动物,其秘密来源于爪子上的刚毛。这些刚毛能够增加爪子与平面的接触范围,在脚趾与表面之间产生细微的吸力。斯坦福大学的一群研究者就基于这一原理开发出了一种特殊的粘性材料,一位试验者成功利用这种材料制成的手套在垂直的玻璃墙上攀爬。

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寻找下一个“苹果”和“亚马逊”?美银列出14项未来科技,6G、元宇宙、仿生人体入列

每经记者:李孟林 每经编辑:兰素英

仿生科技有哪些 10大有意思的仿生学研究成果

图片来源:东方IC

美国银行全球主题投资研究主管Haim Israel的团队近日发布了一份清单,聚焦具有颠覆性潜力的未来科技,希望帮助投资者寻找和把握下一个指数级增长机会。

清单由14项科技构成,包括脑机接口、抗衰老、仿生人体等具有强烈科幻色彩的技术。Israel在发给客户的信中强调,人类的思考是线性的,而进步却以指数级的方式推进,像智能手机和可再生能源的采用就远远地超过了专家的预测,“如果未能在当下识别出未来的科技,则将错过下一次的伟大革命”。

Israel团队的研究估计,这14项具有超强潜力的科技目前市场规模为3300亿美元,但到2030年代,这一数字可能飙升至6.4万亿美元。如果现在投资这些领域,可能会像早期投资苹果和亚马逊那样获得巨额的回报。

据其团队的分析,这些新科技想要取得成功,需要具有经济回报的潜力、能够解决关键问题或提高人类生活质量,此外还需要某种形式的政府扶持。无法大规模商用、成本过高、应用受到监管约束则是新技术面临的主要风险点。

这14项未来科技分别为:

1. 6G: 随着数据继续保持指数级增长、5G抵达性能上限,对下一代电信网络的需求将在十年内出现。

2. 脑机接口: 当人类无法跟上计算机和人工智能的步伐时,脑机接口技术能够把人类“拉平”到计算机水平。短期来看,脑机接口技术能够为瘫痪者提供解决方案,并在游戏行业引发新一波创新。

3. 情感人工智能: 也被称作“情感计算”和“认知计算”。这项技术能够捕捉、分析和回应人类的情感,模拟人类思维。

4. 合成生物学: 利用自然界丰富的多样性制造出传统化学无法合成的生物分子。

5. 抗衰老: 从基因组不稳定性、端粒磨损、线粒体功能障碍、细胞衰老等路径入手来抵御衰老。

6. 仿生人体: 通过侵入性手段(如植入)或非侵入性手段(如外骨骼)来提升人体能力。

7. 电动垂直起降飞机(eVTOL): 为过度拥挤的城市提供另一种出行方式。

8. 无线供电: 可以解决物联网设备、电动汽车的充电问题,确保偏远地区的电力供应。

9. 全息影像: 人类可以在不离开物理位置的情况下,聚集在全息影像创造的模拟环境中。

10. 元宇宙: 互联网的未来迭代,由永续、共享的3D空间连结构成的虚拟宇宙。

11. 新一代电池: 目前电动车主要采取锂电池技术,未来,固态电池、钒电池、钠离子电池等技术或将成为替代方案。

12. 海洋科技: 海洋能源、人工智能赋能的精准捕鱼技术、陆地水产养殖等。

13. 绿色采矿: 通过深海采矿、废水开采、小行星采矿等污染性、破坏性更小的技术来满足绿色经济对金属材料的需求。

14. 碳捕获和封存技术: 在以石化能源为基础的发电和工业过程中捕获二氧化碳,并将其存储在地下或重复使用。

(注:以上内容仅代表机构观点,不代表《每日经济新闻》立场,亦不构成投资建议。)

每日经济新闻

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