昆虫指南针、消防藤蔓:2023的自然灵感科技
2025-05-14 22:57

昆虫指南针、消防藤蔓:2023的自然灵感科技

  

  巴黎:尽管人类造成的气候变化威胁着环境,但大自然继续激励着我们的技术进步。

  爱丁堡大学的研究人员埃夫里皮迪斯·加尼亚斯说:“大自然提供的解决方案已经进化了数十亿年,从一开始每天都在重复测试。”

  Gkanias对大自然如何教育人工智能有着特殊的兴趣。

  他告诉法新社:“人类的创造力可能很迷人,但它无法达到大自然的健壮性——工程师们知道这一点。”

  从模仿昆虫眼睛的指南针到行为像藤蔓的森林消防机器人,以下是今年基于自然的技术精选。

  昆虫的指南针

  一些昆虫——比如蚂蚁和蜜蜂——根据阳光的强度和偏振进行视觉导航,从而使用太阳的位置作为参考点。

  研究人员复制了它们的眼睛结构,构建了一个指南针,即使在阴天也能估计太阳在天空中的位置。

  普通的指南针依靠地球微弱的磁场来导航,这很容易受到电子设备噪音的干扰。

  Gkanias领导了这项发表在《通信工程》上的研究,他说,光探测指南针的原型“已经工作得很好”。

  他补充说:“有了适当的资金,这可以很容易地转变为一种更紧凑、更轻的产品”。

  再稍加调整,昆虫指南针就可以在任何可见巨大天体光源的行星上工作。

  集水的网

  这种织物的灵感来自于蜘蛛网的丝线,能够从晨雾中收集饮用水,很快就会在缺水地区发挥重要作用。

  这种人造丝线来自于羽足蜘蛛,其复杂的“纺锤结”允许大水滴移动并聚集在其网上。

  这项发表在《先进功能材料》上的研究报告的合著者郑咏梅告诉法新社,一旦这种材料可以大规模生产,收集到的水就可以达到“实际应用的相当大的规模”。

  消防的葡萄树

  动物并不是大自然灵感的唯一来源。

  科学家们发明了一种可充气的机器人,它可以沿着光或热的方向“生长”,就像藤蔓爬上墙壁或穿过森林地面一样。

  这个大约两米长的管状机器人可以使用装满液体的袋子而不是昂贵的电子设备来控制自己。

  加州大学圣巴巴拉分校的研究人员说,假以时日,这些机器人可以找到热点并提供灭火剂。

  合著者查尔斯·肖告诉法新社:“这些机器人速度很慢,但对于扑灭闷烧的火灾来说还可以,比如泥炭火灾,这可能是碳排放的主要来源。”

  但在机器人能够攀爬地形之前,它们需要更耐热、更敏捷。

  康普茶的电路

  位于布里斯托尔的西英格兰大学非常规计算实验室的科学家们发现了一种方法,利用粘稠的康普茶垫来制造“康普茶电子产品”。康普茶垫是由酵母和细菌在流行的茶类饮料发酵过程中产生的。

  科学家们将电路印刷在干燥的垫子上,可以照亮小型LED灯。

  干燥的康普茶垫具有纺织品甚至皮革的特性。但它们是可持续的、可生物降解的,甚至可以在水中浸泡数天而不被破坏,作者说。

  该研究的主要作者、实验室主任安德鲁·阿达马特兹基在接受法新社采访时表示:“康普茶可穿戴设备可能会在材料内部整合传感器和电子设备,从而将技术与人体无缝、不引人注意地结合起来,”比如用于心脏监测器或步长追踪器。

  这种垫子比塑料更轻、更便宜、更灵活,但作者警告说,耐用性和大规模生产仍然是重大障碍。

  有鳞的机器人

  穿山甲像松果和食蚁兽的结合体。这种软体哺乳动物身上覆盖着爬行动物的鳞片,众所周知,它们蜷缩成一个球来保护自己免受捕食者的攻击。

  根据发表在《自然通讯》上的一项研究,现在,一个微型机器人可能会采用同样的设计来完成可能挽救生命的工作。

  它的目的是在展开和输送药物或在难以到达的人体部位止血之前,通过我们的消化道。

  该研究的第一作者、马克斯·普朗克智能系统研究所的任浩顺(音译)在观看YouTube视频时“偶然发现了这种动物,并认为它很适合”。

  很快就需要一种不会对人体内部造成伤害的柔软材料,而硬材料的优点是可以导电。穿山甲独特的结构是完美的。

  这些微型机器人仍处于初始阶段,但它们的制造成本可能低至每台10欧元。

  “依靠自然来解决这类问题是很自然的,”Soon说。

  “动物的每一个设计部分都有特定的功能。它非常优雅。”(法新社

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