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动物仿生创意设计

2023-02-09

学苑创造·C版 2023年2期
关键词:音波手杖游动

大自然孕育了万物生灵,每个生命体都不相同。这给人类设计师们带来了许多设计灵感,由此诞生了仿生设计学。本期小编给大家介绍一些动物仿生创意设计。

仿翠鸟鸟喙的列车车头

翠鸟从空中迅速扎入水中,却不会造成很大声响,这得益于它尖尖的鸟喙结构。这种形状激发了日本工程师Eiji Nakatsu的灵感,用它来解决日本新干线列车讨厌的毛病——当列车高速经过隧道时,车头形成的风墙不仅会发出打雷一样的声音,而且还减慢了列车的速度。将翠鸟鸟喙形状应用于列车车头,不仅解决了噪音的问题,还可以将列车燃料的使用效率提高20%。

蜘蛛机器人

蜘蛛机器人BionicWheelBot的设计灵感来源于摩洛哥的后翻蜘蛛。为了适应沙漠环境的生活,这种蜘蛛有一种独特的行走方式,即通过空中翻转与地面翻滚的组合来移动。它的翻筋斗功夫很厉害,后翻时的逃亡速度比正常行走快一倍,这样的驱动方式在仿生学中有重要意义。在翻滚模式下,蜘蛛机器人跟自然界里的摩洛哥后翻蜘蛛一样,可以比行走时更快地移动,甚至能够应对高达5%的坡度。

大象仿生机械臂

德国Festo公司推出的这款仿生机械臂,设計灵感来源于大象的鼻子。这款机械臂,或者应该叫机械“鼻”更合适,由三条中空的管线组成,这三条管线可以通过充放气来实现整体的伸缩和弯曲。在机械“鼻”的末端有额外的软管,用来完成精细的抓取动作。由于软管是由聚酰胺构成,所以整个机械臂重量很轻。Festo公司希望可以将这种仿生机械臂投入量产,进入人们的日常生活,如帮助医院的病人拿东西,或者成为厨房小帮手之类的东西。

音波手杖

音波手杖Ultracane是一种盲人用的手杖,在靠近物体时会震动。它采用了回声定位技术,设计灵感来源于蝙蝠。音波手杖能以每秒6万个的速度发送超声波脉冲,并等待它们返回。当一些超声波脉冲返回的时间超过别的超声波脉冲时,就表明附近有物体,这会引起手杖的震动。利用这种技术,音波手杖不仅可以“看到”地面物体,如垃圾桶和消防栓,还能感受到头顶的物体。

抗荷服

科学家们根据长颈鹿皮肤紧绷可以控制血管压力的原理,研制出一种航天服——抗荷服。抗荷服装有充气装置,当宇宙飞船发射时,随着飞船飞行速度的提高,抗荷服可以充入一定量的气体,从而对血管产生一定的压力,使航天员的血压保持正常。同时,在航天员腹部下部套上密封装置抽取空气,可以降低航天员腿部的血压,方便血液从身体上部向下输送。

除污机器鱼

这款机器鱼是英国埃塞克斯大学的研究人员根据仿生学原理设计制造的。它游动起来酷似真正的鲤鱼,身体在发动机的推动下来回摆动,并用鳍和尾来改变游动方向,游动速度可达每秒0.5米。机器鱼充电一次就能在水中持续游动24小时。当机器鱼“嗅出”一片水域中的有害物质时,它们就通过Wi-Fi彼此交流数据,然后向研究人员和环保部门发出警报。

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