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九五至尊从摇篮到摇篮 创新并不遥远

发布时间:2018-08-10 08:32 类别:摇篮

  1940年,砍木匠人从木蠹虫啃咬木头的动作中遭到开导,设想出一种改良版链锯

  广东科学核心自中国台湾科教馆引进的“仿生”科学展,将从8月1日不断持续至11月2日。开展前一天,台湾科教馆的策展人林怡萱蜜斯接管了金羊网记者的采访。在她看来,本次展览以“仿生”为题,其实也是一次典型的STEM教育(科学、手艺、工程、数学教育的总称)——即从科学学科角度去认识世界、注释天然界的客观纪律;以数学为根本东西,从手艺和工程学角度,在尊重天然纪律的根本上去测验考试革新世界,万发彩票实现对天然界的节制和操纵,处理社会成长过程中碰到的难题。

  展出的五个部门中的三个次要部门——“从动物来的灵感”“由动物来的开导”“从天然情况找解答”,均紧跟时代“立异”潮水,率领大师去展开对大天然的全新角度的摸索。

  “仿生”科学展开启聪慧的灵感

  文/图 金羊网记者 易芝娜

  “仿生”是来自卑天然的聪慧

  A 象鼻没有骨骼却一样能够拿取重物,次要是肌肉的收缩在阐扬感化

  仿生科技的“前驱”当数达·芬奇,他终身中留下的很多宝贵手稿中,有不少就是他细心察看大天然获得开导而发现的新物件。而现代国际出名仿生学家珍妮·班亚斯如许去定义仿生学:“每一种生物都是顶尖的工程师、设想师。它们也是人类最好的教员。仿生学其实就是被大天然开导的立异。仿生学的将来就是协助我们去揭开一个‘永续’世界的奥妙。而生命的焦点价值该当就是成立一个‘永续’的世界——向大天然进修,不只能够使我们糊口的这个世界更夸姣、富裕,还能够将我们的懊悔与懊恼值降到最低。”

  班亚斯列举了一些典型案例来申明大天然的聪慧是无限的。

  好比黄石公园里发展在热泉旁边的动物和微生物,它们比其他优胜情况中的生物更懂得“节能”、“节水”。比来人们发觉,这里的酸性热泉中有一类全新微生物,在高温、深水情况中,只需要极低含量的氧气支撑就能够保存。这一发觉可能为人类摸索火星供给高温生物学方面的启迪。

  好比蝴蝶和孔雀身上的“布局色”。它们并不是通过色从来呈现的,而是通过羽毛或鳞片上一种层状布局去反射光线,因此呈现出分歧的亮丽色泽,底子无需化学反映。

  好比擅长“自洁”的莲叶,它们表层具有一层纳米大小的凸起布局,不只不会沾湿水,也不会吸附尘埃,人类恰是仿照它发了然不消洗的永洁布料。

  还有鲨鱼的皮肤。由于上面覆有很多齿状突起的鳞片,又称“盾鳞”,当鲨鱼高速泅水时,这种特殊外形的鳞片能够削减阻力。此外,虽然持久糊口在水中,但鲨鱼的皮肤上从来不会有藻类、藤壶等生物附着。美国佛罗里达大学的布伦南博士由此研发了鲨鱼皮贴膜手艺,不只能够用于泅水衣,让利用者阻力变得更小,游得更快,还能够用在鞋底防滑。这种布局以至能够使用到病院里的椅子扶手、开关等处所,大大地削减细菌的黏附与传布。

  人类比拟其他生物,既跑不快,也跳不高,更不会飞,但人类懂得察看、进修和仿照,所以才能成为“万物之灵”,达到更快、更远、更安定的境地。仿生学并不是仅仅去复制大天然,而是充实地辨识、阐发、领会并使用大天然的处理方案,来改善、填补或挽救人类所面对的各种问题。这些恰是所谓“来自卑天然的聪慧”。

  B“从摇篮到摇篮”的轮回概念

  策展人林蜜斯提示我们寄望一个很风趣的天然现象:天然界的轮回没有华侈。

  她指出,若是我们懂得若何跟大天然进修,就会懂得若何用“系统观”来处理问题。好比展览中提到若何向热带雨林及人体轮回系统进修,设想出抱负的灌溉系统;若何向草原生态系统进修设想抱负的农耕模式,等等。

  展览中“从天然情况找解答”部门,提到了几个全球各地正在实施的打算。好比莫比乌斯打算,它是一个将输入与输出相毗连,构成一种封锁的轮回关系的打算,次要包罗食物出产、能源出产、水处置三种轮回。荷兰阿姆斯特丹的一家餐厅正在实践这个打算。他们操纵一个温室中的无氧消化器,去向理可生物分化的烧毁物,将其改变成餐厅运作所需的热能和电力;一个废水处置系统则操纵动物、微生物将各类废水变成清洁的水;用厨余垃圾来堆肥养蠕虫,再拿虫喂鱼,鱼鲜则供应餐厅利用;同时餐厅的咖啡渣还能够作为蘑菇培育土,蘑菇也可供应给餐厅——于是整个餐厅的食物、能源、水、烧毁物都能够进入这个轮回,充实操纵起来。

  撒哈拉戈壁打算也相当奇异。它连系了“太阳能”和“海水温室效应”两种手艺,可在恢复沿海戈壁的绿化中阐扬感化。在一个海水温室里,收集海风吹过时带来的部门汽化的海水,冷凝后操纵太阳能设备将其转化为淡水,这个过程一来能够降温,二来能够给一些不太需水的动物供给发展所需。尝试中,人们发觉这个过程中并没有耗损额外的能量——都来自于大天然——但发生的淡水,不只足够供给温室内的动物发展,还有多余的来滋养方圆的地盘,一年后就使这个温室附近的贫瘠地盘恢复朝气,起头有了绿色植被。

  这里面就有一个叫“从摇篮到摇篮”的轮回概念。这个概念最早是在2002年由美国作家威廉·麦克唐纳与德国作家迈克尔·布朗嘉特配合著作的《从摇篮到摇篮:轮回经济设想之摸索》中提出的。这两位一名是建筑师,另一名是化学家,他们从本人的专业实践出发,通过为读者描述樱桃的发展模式,阐述了他们从头设想的可持续成长模式的轮回。

  荷兰此刻正在用这个设想概念拟建一个“2020园区”。在这个紧邻史基浦机场、占地面积60万平方英尺的园区里,打算兴建包罗商铺、会议核心、饭馆等很多日常糊口设备。整个园区会采用一种叫“建材银行”的立异贸易模式,所有的建筑物都利用可收受接管的建材,并采用容易拆除、可收受接管的模式。这里不卖实体的“房子”,只卖“办事”——建筑商和营建商都不消去“采购”建材,而是付给建材供应商“建材利用费”,等建筑因利用期满、“寿命”竣事而拆除时,仅由供应商收受接管建材再操纵。同样的,栖身在这里的人也无需买房子,只需付房钱,就可安享无忧,所有的维修、以旧换新,都由建材商来处置。这里将是全世界第一个轮回经济的贸易生态系统。

  C 高科技的发现推进了仿生学的成长

  林蜜斯称,恰是科学手艺的成长,才更推进了仿生学的成长。好比电子显微镜的发现,让人们能够更清晰地看到物体的布局,领会到更多细节,于是又有了跟以往分歧角度的“仿生学”概念。

  在智能机械人方面用到的仿生概念,我们就在改变保守的设想思绪。好比我们抓取物体不必然再设想成人手的样子,而是去参考大象的鼻子。生物学的成长,让我们领会到象鼻是由15万条肌肉束形成,并没有任何骨头或软骨机关,但它一样能轻松地抓取重物;象鼻结尾有丰硕的微血管和敏感的神经,像人的手指般具备触感,更有雷同雷达的功能,可侦测外界情况记号并传回大脑。于是,德国飞斯妥公司与欧洲最大科学使用研究机构配合开辟了一款仿朝气械手臂,就能像象鼻一样自在弯曲、取工具,既轻盈又矫捷,精确性还相当高。

  此外,美国史丹佛大学医学院的研究人员在研究大象的啼声时也发觉,大象的啼声是通过两种分歧的传布介体传布的,它们会发出两种声音,一种通过大气传送,一种就像地动波一样,通过地面传送。而通过地面传送的以至能够传送至两倍距离远。并且大象顿脚发生的震波能传到32公里外,因而它们能够更无效地相互沟通。这项研究也可能促成助听器设想上的冲破。

  还有,美国东北大学海洋科学核心研发出的一款仿照龙虾形态的机械龙虾,有八条腿能够向肆意标的目的挪动,爪子和尾巴能够连结身体的不变,还有能感知妨碍物的触须,它就像真虾一样矫捷,能够顺应沿海地域的海底勘测,好比发觉矿藏、搜索浅海水雷等。

  现代仿生学给我们带来的启迪,早已涵盖生物、材料、工程、医学、机械、农业等各类范畴。德国奔跑汽车研发核心从箱鲀鱼身上找到灵感,设想出一款开关像箱子的概念汽车;进修降噪高手——翠鸟和猫头鹰,日本一名铁路工程师仲津英治设想出使用于500系新干线的列车车头,不只降噪,也提高了燃料利用效率;日本关西大学研究人员仿照蚊子吻部,研发出一种很小的锯齿状、硅胶材质的针,直径只要十分之一毫米,能大大降低打针时的痛苦悲伤感,造福需持久打针的病患;日本帝人纤维公司的研究人员研究了南美洲摩尔福蝶鳞片、孔雀和蓝鸟羽毛,研发出“蓝默纤维”,操纵纤维布局与光线来缔造“天然色彩”的服饰;美国高通公司也按照蝴蝶色彩道理,设想出可持续感化又不耗能的背光源——米拉索显示器手艺,已使用于智妙手机、平板计较机等,它不像保守屏幕接触强光会变黯淡,反而到室外会愈加强亮度,并且这种屏幕本身不发光,可省下90%的电力……

  我们该当还能够等候更多来自卑天然的启迪,由于正如珍妮·班亚斯所说:“谜底就在我们身边。”立异也并不遥远。

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  展出的五个部门中的三个次要部门——“从动物来的灵感”“由动物来的开导”“从天然情况找解答”,均紧跟时代“立异”潮水,率领大师去展开对大天然的全新角度的摸索。

  “仿生”科学展开启聪慧的灵感

  文/图 金羊网记者 易芝娜

  “仿生”是来自卑天然的聪慧

  A 象鼻没有骨骼却一样能够拿取重物,次要是肌肉的收缩在阐扬感化

  仿生科技的“前驱”当数达·芬奇,他终身中留下的很多宝贵手稿中,有不少就是他细心察看大天然获得开导而发现的新物件。而现代国际出名仿生学家珍妮·班亚斯如许去定义仿生学:“每一种生物都是顶尖的工程师、设想师。它们也是人类最好的教员。仿生学其实就是被大天然开导的立异。仿生学的将来就是协助我们去揭开一个‘永续’世界的奥妙。而生命的焦点价值该当就是成立一个‘永续’的世界——向大天然进修,不只能够使我们糊口的这个世界更夸姣、富裕,还能够将我们的懊悔与懊恼值降到最低。”

  班亚斯列举了一些典型案例来申明大天然的聪慧是无限的。

  好比黄石公园里发展在热泉旁边的动物和微生物,它们比其他优胜情况中的生物更懂得“节能”、“节水”。比来人们发觉,这里的酸性热泉中有一类全新微生物,在高温、深水情况中,只需要极低含量的氧气支撑就能够保存。这一发觉可能为人类摸索火星供给高温生物学方面的启迪。

  好比蝴蝶和孔雀身上的“布局色”。它们并不是通过色从来呈现的,而是通过羽毛或鳞片上一种层状布局去反射光线,因此呈现出分歧的亮丽色泽,底子无需化学反映。

  好比擅长“自洁”的莲叶,它们表层具有一层纳米大小的凸起布局,不只不会沾湿水,也不会吸附尘埃,人类恰是仿照它发了然不消洗的永洁布料。

  还有鲨鱼的皮肤。由于上面覆有很多齿状突起的鳞片,又称“盾鳞”,当鲨鱼高速泅水时,这种特殊外形的鳞片能够削减阻力。此外,虽然持久糊口在水中,但鲨鱼的皮肤上从来不会有藻类、藤壶等生物附着。美国佛罗里达大学的布伦南博士由此研发了鲨鱼皮贴膜手艺,不只能够用于泅水衣,让利用者阻力变得更小,游得更快,还能够用在鞋底防滑。这种布局以至能够使用到病院里的椅子扶手、开关等处所,大大地削减细菌的黏附与传布。

  人类比拟其他生物,既跑不快,也跳不高,更不会飞,但人类懂得察看、进修和仿照,所以才能成为“万物之灵”,达到更快、更远、更安定的境地。仿生学并不是仅仅去复制大天然,而是充实地辨识、阐发、领会并使用大天然的处理方案,来改善、填补或挽救人类所面对的各种问题。这些恰是所谓“来自卑天然的聪慧”。

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  策展人林蜜斯提示我们寄望一个很风趣的天然现象:天然界的轮回没有华侈。

  她指出,若是我们懂得若何跟大天然进修,就会懂得若何用“系统观”来处理问题。好比展览中提到若何向热带雨林及人体轮回系统进修,设想出抱负的灌溉系统;若何向草原生态系统进修设想抱负的农耕模式,等等。

  展览中“从天然情况找解答”部门,提到了几个全球各地正在实施的打算。好比莫比乌斯打算,它是一个将输入与输出相毗连,构成一种封锁的轮回关系的打算,次要包罗食物出产、能源出产、水处置三种轮回。荷兰阿姆斯特丹的一家餐厅正在实践这个打算。他们操纵一个温室中的无氧消化器,去向理可生物分化的烧毁物,将其改变成餐厅运作所需的热能和电力;一个废水处置系统则操纵动物、微生物将各类废水变成清洁的水;用厨余垃圾来堆肥养蠕虫,再拿虫喂鱼,新凤凰彩票官网鱼鲜则供应餐厅利用;同时餐厅的咖啡渣还能够作为蘑菇培育土,蘑菇也可供应给餐厅——于是整个餐厅的食物、能源、水、烧毁物都能够进入这个轮回,充实操纵起来。

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  荷兰此刻正在用这个设想概念拟建一个“2020园区”。在这个紧邻史基浦机场、占地面积60万平方英尺的园区里,打算兴建包罗商铺、会议核心、饭馆等很多日常糊口设备。整个园区会采用一种叫“建材银行”的立异贸易模式,所有的建筑物都利用可收受接管的建材,并采用容易拆除、可收受接管的模式。这里不卖实体的“房子”,只卖“办事”——建筑商和营建商都不消去“采购”建材,而是付给建材供应商“建材利用费”,等建筑因利用期满、“寿命”竣事而拆除时,仅由供应商收受接管建材再操纵。同样的,栖身在这里的人也无需买房子,只需付房钱,就可安享无忧,所有的维修、以旧换新,都由建材商来处置。这里将是全世界第一个轮回经济的贸易生态系统。

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  还有,美国东北大学海洋科学核心研发出的一款仿照龙虾形态的机械龙虾,有八条腿能够向肆意标的目的挪动,爪子和尾巴能够连结身体的不变,还有能感知妨碍物的触须,它就像真虾一样矫捷,能够顺应沿海地域的海底勘测,好比发觉矿藏、搜索浅海水雷等。

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