仿生技术是利用了横向移出的方法(仿生技术有哪些)

【军事仿生技术解读①】

仿生技术是利用了横向移出的方法(仿生技术有哪些)

在没有文字,只有早期语言和图画的古代,人类制造工具和武器没有成文的规则。除了偶尔灵机一动,大部分时间,人类的学习对象只有自然动植物。从广义上讲,机械是模仿动植物的形状和结构,应用到工具和武器上,可以看作是现代仿生学的雏形和前身。

由蛤壳研磨而成的蛤刀。新石器时代制造的带孔的绳子。(来源:潍坊博物馆)

兽王:冷兵器时代的简单仿生学

据说在随后的几万年里,人类武器的核心用途一直是“内斗”,即人类之间的战争。但是,从一开始,武器就只是作为工具的一部分,用来填补人类在自然界中的不利地位。

既然没有兽类就没有爪、角、喙,人类就必须想尽办法去模仿它们——效仿贝类可以划伤皮肉的锋利边缘,蚌刀逐渐演变成骨刀、角刀甚至石刀;羡慕大型野兽的角和喙的强大穿透力,矛,矛,甚至更强大的血淋淋依次诞生。

当然简单的模仿自然有简单的问题。古人从“模仿野兽野兽有用”中获得的经验,远没有被总结为科学,以至于在很长一段时间里,模仿野兽设计的各种冷兵器,往往与祭祀等秘术,甚至是宗教产物混为一谈,真正的科学要到几千年后才会出现。

蓝天上的梦:模仿鸟类的早期扑翼机

达芬奇的扑翼机手稿(来源:大英百科全书)

从贝壳,人类掌握了刀;自从有了角,人类就掌握了矛和矛;在犀牛和乌龟身上,人类已经摸到了盔甲的门槛。但只有一些动物特征是人类无法通过“抄作业”复制的,鸟类就是其中之一。从古至今,有很多梦想是你可以用一双翅膀飞翔的——这一点你不用看什么《达芬奇手稿》。只要翻翻早期宗教记载中的“神”和“天使”,就足以对古代的飞行观念有充分的了解。

当然,达芬奇之所以能被称为“思考飞行的第一人”,是因为他确实触碰到了飞行与仿生学联系的门槛:除了站在解剖学的高度,对鸟类与扑翼飞行有关的骨骼和肌肉做绘图研究外,达芬奇明确写道,“要彻底研究鸟类飞行的奥秘,首先要弄清风的科学(空气)。

水或者风,我们今天都知道,这就是“流体力学”。达芬奇隐约感觉到了流体力学的大门,但他没有力学分析工具的钥匙……既然钥匙不见了,那么从“扑翼机”开始,完全从鸟类通向飞行的仿生之路,自然就变得无法走通了。

我一个人生活在毒雾中:来自意外的猪鼻防毒面具

1916年戴着猪鼻子便携式防毒面具的士兵(左和右),还有他们的驴子(中)。(来源:时间线)

虽然自中世纪“鸟嘴医生”以来,可以部分防护灰尘、有害蒸汽和有害生物制剂的防毒面具开始频繁出现,但在第一次世界大战初期,防毒面具被带上战场并不方便。具体来说,面对德军新施放的各种化学毒气,过去用于防护矿尘和金属蒸气的由棉花和海绵制成的便携式防毒面具作用不大,士兵佩戴后无法防护毒气。

至于灭火作战,配有空气瓶的全封闭呼吸器可以有效防御氯气和芥子气,但士兵在战场上携带气瓶显然是不可能的,更何况战场上拖着火炮和物资的骡子和驴也需要防毒面具。

第一次氯气扫荡后,不知深浅的盟军损失惨重,连无人区的动物都被疯狂收割,唯独猪幸免于难,因为猪的鼻子插入淤泥后,能够“低头趴在地上”,通过松土吸收有害化学气体。

吸附,而不是过滤,是处理复合分子的绝妙策略,这是英法科学家从猪鼻子里想出来的。当然,此时发动进攻的德军早已研制出了配套的防毒面具,利用活性炭吸附有毒气体,这种面具也被德军士兵戏称为“猪鼻”。

不知何故,同盟国和协约国在这里达成了一致的目标。除了仿生学的成就,这是一个有趣的巧合。

军事词典

蛤蜊刀:石器时代人类的代表性工具和武器之一。新石器时代的蚌壳加工水平相差很大,在新石器时代更多的是作为农作物的收割工具。

扑翼飞机:与固定翼和旋翼飞机不同,它遵循鸟类和昆虫的扑翼原理。

芥子气:突破氯气吸入的致命性,一战前就有完整的准备过程,是一种接触皮肤就可能死亡的毒气。被誉为“毒气之王”。

出品:科普中国军事科技前沿

策划:赵庆建

制作:旋钮工作室

监制:光明。com科学部

来源:科普中国-军事科技前沿

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