像水母一樣航行 海洋生物啟發(fā)新的水下航行器設(shè)計(jì)-頭條焦點(diǎn)
【資料圖】
自然界中存在著各式各樣的生物,它們有自己獨(dú)特的生存方式,而這也是大自然的神奇之處。而作為一類智慧生物,人類善于從不同動物的生存方式中獲得靈感,模仿、借鑒它們,并從中衍生出屬于人類的技術(shù),這也是人類文明得以發(fā)展的重要原因。
過去,人類從動物身上收獲啟發(fā),發(fā)明了聲吶、水輪機(jī)、魔術(shù)帖等產(chǎn)品,它們有的涉及到精密的科研工作,有的則是我們生活中隨處可見的產(chǎn)品,但都從科技層面改變了我們的生活。而就在最近,人們似乎又從水母身上有了新的想法。
海洋生物學(xué)家凱利·薩瑟蘭及其同事組成的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),海洋有一種叫做雙小水母的水母游動方式十分有趣。這種水母身上有十余個(gè)柔軟結(jié)構(gòu),運(yùn)動時(shí)這些結(jié)構(gòu)會向后泵水,通過脈沖噴射推動其前進(jìn)。而關(guān)鍵在于,這些結(jié)構(gòu)都是相對獨(dú)立的,雙小水母既可以同步控制,是他們共同發(fā)力,也可以依次“啟動”來實(shí)現(xiàn)更加靈活地游動。從比較學(xué)術(shù)的角度來看,這些水母似乎可以通過對于速度以及能量效率的需要,選擇更加合適的游動方案。
更重要的一點(diǎn)是,水母本身是浮游生物,并不具備集中的神經(jīng)系統(tǒng)來控制不同的行為,這足以見得大自然的神秘以及這種生物的神奇。并且,這種游動方式,從科學(xué)技術(shù)的角度來看,十分“聰明”。一方面,相較于其他水母以及魷魚這些通過噴射推進(jìn)來移動的動物,雙小水母的“噴射器”更多(大度搜狐海洋生物只有一個(gè));另一方面,多噴射器帶來除了有速度以及靈活性上的提升外,還更節(jié)能,換言之更適合日常的游行以及捕食。
事實(shí)上,這個(gè)特點(diǎn)也正是水下航行器可能需要的。由于水下功能并不是一件容易的事,而復(fù)雜的構(gòu)造又會影響水下航行器的勘探或者其他工作。因此,目前針對水下航行器的需求就是節(jié)能與靈活性。
理論上來說,雙小水母的結(jié)構(gòu)符合了這兩個(gè)特點(diǎn)。研究人員從中得到啟發(fā),認(rèn)為可以由此研發(fā)一個(gè)新的框架,例如將多個(gè)推進(jìn)設(shè)置在水下航行器上,并通過程序控制不同推進(jìn)器的工作,從而想雙小水母一樣,快速或高效地移動。并且如果能夠從雙小水母的移動中了解到具體的運(yùn)動參數(shù),還能進(jìn)一步在能耗比上獲得突破。
關(guān)鍵詞: 雙小水母 海洋生物 科學(xué)技術(shù)
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