不同的眼睛，不一样的奇妙视界（下）

文/Echo、 Temple

不同的眼睛，不一样的奇妙视界（下）

文/Echo、 Temple

上期介绍了各种动物千奇百怪的眼睛，不同的“视界”正逐步被科学家们解密并加以仿生应用——仿生学犹如在生物学和实际运用技术之间架起的一座桥梁，通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，同时也开启了更多不一样的视界。

纳米蛾眼

夜间飞行的飞蛾，眼睛基本对近红外线不产生反射波，这样既减少了鸟类、青蛙等天敌的注意，还使其能在夜间具有伪装隐蔽性。

原理：飞蛾的眼部结构——一个个“鼓包”的有序排列让整个眼睛几乎不反光。眼睛有一层立体六角蜂窝状纳米结构，平均高度约为200nm，各个结构间的间隔约为300nm，此结构的特征尺寸小于作用波长，大部分的入射光线都被蜂窝状结构所吸收，折射率自上而下连续变化，不发生反射。

应用：太阳能电池LED发光器件半导体领域。传统发光器件如LED因出光效率低，无法将大部分光导出元件而令使用受到限制。将纳米蛾眼减反结构与光学元件进行结合，可以应用在各种显示器和屏幕上，降低因反射带来的图像对比度下降问题。

电子鸽眼

鸽子的视觉非常发达，科技工作者通过生物电流测试，发现鸽子的视网膜可以按照不同的功能进行多种分类。

原理：鸽子的眼睛有6种不同的神经细胞，它们分别对进入眼睛的外界景物产生特殊的反应。鸽眼的这种特殊构造和功能，也引起了科学家的关注。

应用：在鸽眼的启示下，科学家用光电管和人工神经元制成了“电子鸽眼”，它能够快速检测经过眼前的物体的运动速度、方向、大小及形状。在机场安装这种电子鸽眼，能大大提高指挥系统的工作效率，防止飞机碰撞事故。

电子鹰眼

老鹰眼睛的敏锐度在鸟类中名列第一，是人眼的8倍，而且视野非常开阔，双眼视的视角可达320°，这使得翱翔于2000米高空的老鹰，能发现地面上像黄鼠这样小的目标。

原理：人类每只眼睛里的视网膜上，都有一个凹槽，叫做中央凹，而老鹰眼中的中央凹却有两个。这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用来向前方看，另一个则专门用来向侧面看。这样一来，老鹰的视觉范围就宽得多，能兼顾前方和侧面。除此以外，老鹰的每个中央凹内用于看东西的细胞也比人类多出6、7倍。

应用：科学家根据鹰眼的构造和视觉原理，研制出类似鹰眼的搜索和探测系统，即“电子鹰眼”这一先进仪器，不仅能使飞行员的视觉得以扩大，视敏度也得以提高，而且还能提高地质勘探、海洋救生等工作的效率。

电子蛙眼

青蛙蹲在稻田里，偶尔眨一眨那凸凸的大眼睛，尽管它眼前的禾秆上停着一只飞蛾，它却“熟视无睹”。可是，飞蛾刚一展翅起飞，青蛙就以迅雷不及掩耳之势，向上猛地一跳，张开大口，翻出舌尖，一下子就粘住飞蛾，“勾”进嘴里。

原理：蛙眼视网膜的神经细胞分成5类，一类只对颜色起反应，另外四类只对运动目标的某个特征起反应，并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。因此，在迅速飞动的各种形状的小动物里，青蛙可以立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾，而对其他飞动着的东西和静止不动的景物都毫无反应。

应用：现代战争中，敌人的飞机、坦克、舰艇发射的真假导弹都处于快速运动之中，要克敌制胜，必须及时把真假导弹区别开来。而将电子蛙眼和雷达相结合，就可以像蛙眼一样，敏锐迅速地跟踪飞行中的目标。

猫头鹰眼夜视仪

猫头鹰白天躲藏在树洞中，或停在枝叶茂密的大树上动也不动，一到了晚上，它们却能飞来飞去行如白昼。

原理：视网膜的感觉细胞分为圆锥细胞和圆柱细胞两种类型，而猫头鹰有一双与人眼感觉细胞不同的眼睛。人眼的是圆锥细胞，需要较强的光刺激才能看清物体，因此人眼只能在白天看清东西；而猫头鹰眼是圆柱细胞，在较弱的光线下就能看清物体，因此它们能在夜间捕食。

应用：猫头鹰眼的构造和视觉特性，使科学家深受启发研制出了夜视仪。夜视仪的用途非常广泛，并能促进多种技术的发展。

延伸

除了眼睛，动物们还有很多奇妙之处

1.苍蝇

“闻臭而动”的苍蝇，似乎总令人讨厌，但科学家们却根据苍蝇的身体运行原理，成功仿制出一种十分奇特的小型气体分析仪，并已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。

2.水母

水母的顺风耳可是出了名的灵敏，科学家们仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。

3.蝙蝠

根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。

4.贝壳

很多人喜欢在沙滩捡贝壳，并且把他们串成风铃用来做装饰，但贝壳的妙用可不止这一种。用贝壳的蛋白质生成的胶体非常牢固，这种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等许多事情上。

5. 乌贼

乌贼体内的囊状物能分泌黑色液体，遇到危险时便会释放出来，诱骗攻击者上当。潜艇设计师仿效乌贼的这一功能设计出了鱼雷诱饵——酷似袖珍潜艇，可按潜艇的原航向航行，航速不变，也可模拟噪音、螺旋节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌方潜艇或攻击中的鱼雷难辩真假，最终使己方潜艇得以逃脱。

6.蜘蛛

生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积钢丝的5倍。受此启发，英国剑桥一家技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。

7. 鲸鱼

当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下，但若在冰下发射导弹，则必须破冰上浮，这就碰到了力学上的难题。潜艇专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪，在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背处理，果然取得了破冰时的“鲸背效应”。

8. 蝴蝶

遨游太空的人造卫星受到强烈的阳光辐射时，温度会高达200摄氏度；而在阴影区域，卫星温度会下降至零下200摄氏度左右，很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器，这个问题一度曾使航天科学家伤透了脑筋。后来，人们从蝴蝶身上受到启迪。原来，蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片，这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时，鳞片自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把体温控制在正常范围之内。科学家经过研究，为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统。

9.猪

哼哼……人们从猪的鼻子得到启示发明了防毒面具。